生物化学思维导图——26.糖原的分解和生物合成

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糖原的分解和生物合成

• 糖原概述
  • 糖原与淀粉均为葡萄糖分子聚合而成的高聚物，统称葡聚糖；糖原是动物细胞葡萄糖的贮存形式，淀粉则是植物体内贮存葡萄糖的形式
  • 葡聚糖中直链以α（1->4）糖苷键相连 ，支链以α（1->6）糖苷键相连
  • 糖原比淀粉具有更多分支；淀粉24-30个糖残基一个分支，糖原8-12个一个分支
  • 将葡萄糖转化为贮存形式的糖原，效益达到97%
  • 糖原以颗粒状存在于细胞溶胶，颗粒中含有糖原、糖原合成降解的酶、调节蛋白
  • 糖原颗粒是随时可被动员兵随时形成贮存的
  • 机体贮存糖原的器官主要是肝脏和肌肉；肝脏糖原维持血糖稳定，肌肉糖原提供肌肉运动的需要
• 糖原的降解
  • 糖原磷酸化酶
    • 催化糖原非还原型末端磷酸解（催化α（1->4）糖苷键磷酸解），使葡萄糖残基逐个被移除
    • 磷酸吡哆醛PLP是磷酸化酶的必需辅助因子
  • 糖原脱支酶（包括糖基转移酶）
    • 磷酸化酶逐个移除葡糖残基直至邻近糖原分子α（1->6）糖苷键分支点前4个残基处，进一步分解需要糖原脱支酶（包括糖基转移酶）的协调作用
    • 糖原脱支酶肽链上有两个起不同催化作用的活性部位（即1条肽链2种酶）
      • 糖基转移酶
        • 转移葡萄糖残基
      • 糖原脱支酶
        • 分解葡萄糖α（1->6）糖苷键
  • 磷酸葡萄糖变位酶
    • 使葡萄糖-1，6-二磷酸转变为葡萄糖-6-磷酸
  • 葡萄糖-6-磷酸酶
    • 该酶存在于肝细胞、肾细胞、肠细胞光面内质网的内腔面
• 糖原的生物合成
  • 糖原的生物合成和降解走完全不同的途径，不同于糖酵解和糖异生
  • UDP-葡萄糖焦磷酸化酶
    • 催化葡萄糖-1-磷酸与UTP的反应，形成UDPG
  • 糖原合酶
    • 结构
      • 由两个相同的亚基构成二聚体，称为同型二聚体
    • 将UDPG上的葡萄糖分子转移到已存在的、糖原分子的某个分支的非还原性末端上
      • UDPG分子上的葡萄糖分子与某个分支的非还原末端葡萄糖残基形成α（1->4）糖苷键，使糖原延长1个葡萄糖残基，形成的产物以直链的形式存在
    • 糖原合酶不能从零开始将两个葡萄糖残基互相连在一起
      • 糖原合酶只能催化葡萄糖残基加到已经具有4个以上葡萄糖残基的葡聚糖分子上
      • 生糖原蛋白
        • 具有自动催化作用，能催化大约8个葡萄糖单位连续以1—>4糖苷键相连成链；其糖基供体也是UDPG
        • 形成糖原分子的核心
  • 糖原分支酶
    • 又称糖基4—>6-转移酶，催化α（1->4）糖苷键的断裂和α（1->6）糖苷键的形成
    • 过程
      • 从非还原性末端约7个葡萄糖残基的片段在α（1->4）糖苷键处断裂
        • 切断片段是要从至少已经有11个残基的直链上断下
      • 后转移到同一个或其它糖原分子比较靠内部的某个葡萄糖残基的第6个碳原子的羟基上形成α（1->6）糖苷键
        • 两个分支点之间至少含有4个葡萄糖残基
    • 意义
      • 糖原分支可增加糖原的可溶性，同时所增加的非还原性末端的数目可提高糖原的合成和分解效率，因为不论是糖原磷酸化酶或糖原合酶都以还原性末端基团为作用位点
• 糖原代谢的调控
  • 手画图
  • p191图26-17
  • p192图26-18