- 该酶需以活性位点的Ser 残基已被磷酸化的形式 参与反应
- 先由酶将其磷酰基转移 给G1P而生成G-1,6-BP
- 再由G-1,6-BP将其C1位 磷酰基转移给酶并释出 G6P
自学
(cf. phosphoglycerate mutase with His in Glycolosis ⑧)
15-6
(无机)焦磷酸酶
⊿G’o = -20~27 kJ/mol
15-8
• Glycogen synthesis = glycogen chain elongated
by glycogen synthase
糖原合酶不能从头开始而将两个游 离的UDP-Glc直接连接起来
transferring the Glc residue from UDP-Glc to the nonreducing end of a glycogen branch to make a new (1→4) linkage
directly adding to a chain like this, or needing a primer with at least 8/6 Glc residues
⊿G’o = -13.4 kJ/mol
15-9
• Branch synthesis in glycogen
= 糖原分支酶从一段至少有11 Glc残基的分 支上转移6~7个残基给该分支或邻近分支 还原端某个残基的C6上以形成新的分支
the reaction forward and
irreversibly
核苷二磷酸糖 ⊿G’o ≈ 0 kJ/mol 焦磷酸化酶
- 核苷二磷酸糖在寡糖和多糖 的生物合成中作为糖基供体
- UDP-Glc for glycogen synthesis in animals
- ADP-Glc for starch synthesis in plants and glycogen synthesis in bacteria
= 引发蛋白+葡糖基转移酶
葡糖基转移活性
转移酶与糖 原合酶结合
糖原合酶活性
合酶与分 支酶活性
葡糖基延长活性
Glycogen core
15-11
自学
• 糖原生成(起始)蛋白反应机制
- 在葡糖基转移酶活性作用 下，Tyr194-OH亲核攻击 UDP-Glc的C1而生成糖基 化的Tyr (~非还原末端)
- 非还原末端Glc的C4-OH对 另一UDP-Glc亲核攻击以 形成(1→4)糖苷键
- 达到8个残基后由糖原合酶 继续延长及分支
15-10
• Muscle glycogenin (dimer)
UDP-Glc, bound to Mn2+ through its phosphates
自学
用作e–对受体以稳 定离去基团UDP
15-4
• 糖原脱分支
- Product of glycogen degradation = G1P (85%) & free Glc (15%)
G1P
- Debranching enzyme
phospho-
= bifunctional enzyme glucomutase
(as PFK-2)
磷酸葡糖
- Needs another way to activate Glc for transferring to glycogen chain.
much better leaving group
糖原 合酶
磷酸葡糖变位酶 UDP-Glc 焦磷酸化酶
UDP-Glc
Luis Leloir 1906-1987 1970 NP in Chem.
断裂(1→4)键
糖原分支的生物学意义 - 增加糖原的可溶性 - 增加非还原端数量
糖原分支酶
形成(1→6)键
20-16(3rd)
ADP-Glc 焦磷酸化酶
• Starch synthesis
自学

- 除了活化底物是ADP-Glc之 外，合成机制与糖原的类似
淀粉合酶
20-14
自学
• 由糖原生成(起始)蛋白开始的糖原颗粒形成
G6P 变位酶
- G6P去路 肝、肾细胞中水解成Glc 脑、肌细胞中直接进入酵解
(without G6Pase) - 糖原颗粒不会被完全分解，
一般是分支减少/分子变小
activity 1 = 糖基转移酶 脱
支 酶 activity 2 = (16)糖苷酶
15-5
• 磷酸葡糖变位酶作用机制
(cf. Fig. 13-7)
G15.15
Structure of Glycogen Phosphorylase
monomer (842 AA)
别构剂 结合点
与另一亚基的 别构部位接触
PLP
自学 dimer
糖原颗粒 结合位点
催化 部位
磷酸化位点： 高活性a型 磷酸化 低活性b型 去磷酸化
辅基磷酸吡哆醛(PLP) 共价结合于Lys680，其 磷酰基以广义酸-碱催化 方式促进Pi攻击 (1→4) 糖苷键 (cf. Fig. 13-5)
糖原代谢中Glc激活方式不同：
- 降解时磷酸解成G1P - 合成时核苷酰化成UDP-Glc
15-7
自学
• 核苷二磷酸糖/糖核苷酸的形成
= O– on the sugar phosphate
attacking nucleophilicly P of NTP and displacing PPi, which hydrolysis pulling
本单体Asp162先 亲核攻击形成过 渡态中间物
Asp162 Tyr194
另一单体Tyr194再 亲核攻击完成反应
LW-2
小结：糖原代谢
• 糖原以颗粒形式储存于肌肉和肝脏，颗粒中还含有 糖原代谢及调节的各种酶
• 糖原磷酸化酶催化糖原链非还原端残基磷酸解断裂 (1→4)键而生成G1P，去分支酶将分支转移到主链 并以游离Glc形式释出(1→6)分支点残基
自学
• 肝糖元降解可以补充血糖
G6P酶仅存在于肝脏和肾脏，为内质网 膜上的整合蛋白(可能有九个跨膜螺旋区 段)，活性点位于腔内侧(why?)
T1/G6P酶的任一遗传 缺失均将导致糖原代 谢紊乱并最终引发Ia 型糖原贮积病
内质网腔
Glc质膜载体 毛 细 血 管
H13.4
§2. 糖原合成
- High [Pi] in cell favors glycogen breakdown & prevents from glycogen synthesis in vivo.