生物化学第26章糖原的分解和生物合成.ppt

第26章 糖原的分解和生物合成
(Catabolism and biosynthesis of glycogen)
一、糖原的生物学意义
二、糖原的降解
三、糖原的生物合成
四、糖原代谢的调控
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人对食物中淀粉或糖原的消化吸收
人从食物中摄入大量的淀粉（starch）和少量的糖原。唾液和胰液中含有α－淀粉酶，可以降解摄入的淀粉或糖原，并在脱支酶和麦芽糖酶的参与下，将这些多糖分子彻底降解成葡萄糖，葡萄糖被小肠吸收。
β－淀粉酶只存在于植物和微生物中。
α－淀粉酶是内切酶，β－淀粉酶是外切酶。
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α和β淀粉酶对糖原或淀粉的水解
还原端
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一、糖原的生物学意义
糖原是贮存能量的、容易动员的多糖。当机体细胞中能量充足时，细胞即将葡萄糖合成糖原将能量贮存起来；当能量供应不足时，贮存的糖原即降解为葡萄糖，通过呼吸途径产生ATP。因此糖原是生物体所需能量的贮存库。
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二、糖原的降解
糖原以颗粒状存在于细胞溶胶中，其颗粒直径大小不等，约为10～40nm。每个糖原颗粒含有的葡萄糖分子可高达12万。颗粒中还含有催化糖原合成和降解的酶以及调节蛋白。
机体贮存糖原的器官主要是肝脏和肌肉，在需要时肝脏中的糖原可以降解成葡萄糖，进入血液，运送到全身各处；肌肉中的糖原主要提供肌肉运动的需要。脑在正常情况下只利用葡萄糖作为能源，每天的需要量约为120g。脑中只有少量的糖原，脑所需的葡萄糖要从血糖源源不断地供应。
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糖原的降解过程
细胞中催化糖原降解的是磷酸化酶，它催化糖原发生磷酸解反应，从糖原的非还原端逐个磷酸解下葡萄糖-1-磷酸，葡萄糖-1-磷酸再经磷酸葡萄糖变位酶催化产生葡萄糖-6-磷酸。糖原经磷酸化酶单独作用的最终产物是许多葡萄糖-1-磷酸和极限糊精。但磷酸化酶不能水解α（1→6）糖苷键，而糖原脱支酶可以水解α（1→6）糖苷键，磷酸化酶和糖原脱支酶共同作用，可以使糖原完全降解。
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糖原的磷酸解作用
键断裂
的位置
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糖原磷酸化酶
磷酸化酶（phosphorylase）由两个相同亚基组成，每个亚基的Ser14是磷酸化位点，被磷酸化酶激酶催化磷酸化后激活，此时称为磷酸化酶a；磷酸化酶a被磷酸酶催化脱磷酸后失去活性，此时称为磷酸化酶b。磷酸化酶的催化作用需要磷酸吡哆醛作为辅基。
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糖原脱支酶
糖原脱支酶在同一肽链上有两种酶活性，属于双功能酶。它能将极限分支4个葡萄糖残基中的3个转移到另一个分支的非还原性末端上，然后再水解下最后一个分支的葡萄糖，这一步水解的是α（1→6）糖苷键，产物是葡萄糖。
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脱支酶催化的反应
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