第四节糖原的合成与分解 | 糖原合成
第四节糖原的合成与分解糖原是由多个葡萄糖组成的带分枝的大分子多糖(图4-14)，分子量一般在106-107道尔顿，可高达108道尔顿，是体内糖的贮存形式，分子中葡萄糖主要 ...搜索最新会议直播通道热点推荐生物在线资讯生物在线品牌会议行云公开课活动集锦ePoch专访企业库疾病库投资库期刊学会热点事件园区报道打开APP首页详情页第四节 糖原的合成与分解糖原合成、糖原分解、糖原代谢来源：www.bioon.com2007-08-0821:56第四节 糖原的合成与分解 糖原是由多个葡萄糖组成的带分枝的大分子多糖(图4-14)，分子量一般在106-107道尔顿，可高达108道尔顿，是体内糖的贮存形式，分子中葡萄糖主要以α-1，4-糖苷键相连形成直链，其中部分以α-1，6-糖苷键相连构成枝链，糖原主要贮存在肌肉和肝脏中，肌肉中糖原约占肌肉总重量的1-2%约为400克，肝脏中糖原占总量6-8%约为100克。
第四节 糖原的合成与分解 糖原是由多个葡萄糖组成的带分枝的大分子多糖(图4-14)，分子量一般在106-107道尔顿，可高达108道尔顿，是体内糖的贮存形式，分子中葡萄糖主要以α-1，4-糖苷键相连形成直链，其中部分以α-1，6-糖苷键相连构成枝链，糖原主要贮存在肌肉和肝脏中，肌肉中糖原约占肌肉总重量的1-2%约为400克，肝脏中糖原占总量6-8%约为100克。
肌糖原分解为肌肉自身收缩供给能量，肝糖原分解主要维持血糖浓度(图4-15)。
图4-14 糖原的结构图4-15 肌糖原和肝糖原的功能 一、糖原的合成 由葡萄糖(包括少量果糖和半乳糖)合成糖原的过程称为糖原合成，反应在细胞质中进行，需要消耗ATP和UTP，合成反应包括以下几个步骤： (1) (2) (3)1-磷酸葡萄糖+UTPUDPG+PPi(焦磷酸) (4)UDPG+糖原(Gn)UDP+糖原(Gn+1) 糖原合成酶催化的糖原合成反应不能从头开始合成第一个糖分子，需要至少含4个葡萄糖残基的α-1，4-多聚葡萄糖作为引物(primer)，在其非还原性末端与UDPG反应，UDPG上的葡萄糖基C1与糖原分子非还原末端C4形成α-1，4-糖苷链，使糖原增加一个葡萄糖单位，UDPG是活泼葡萄糖基的供体，其生成过程中消耗UTP，故糖原合成是耗能过程，糖原合成酶只能促成α-1，4-糖苷键，因此该酶催化反应生成为α-1，4-糖苷键相连构成的直链多糖分子如淀粉。
机体内存在一种特殊蛋白质称为glycogenin，可做为葡萄糖基的受体，从头开始如合成第一个糖原分子的葡萄糖，催化此反应的酶是糖原起始合成酶(glycogeninitiaorsynthase)，进而合成一寡糖链作为引物，再继续由糖原合成酶催化合成糖。
同时糖原分枝链的生成需分枝酶(branchingenzyme)催化，将5-8个葡萄糖残基寡糖直链转到另一糖原子上以α-1.6-糖苷键相连，生成分枝糖链，在其非还原性末端可继续由糖原合成酶催化进行糖链的延长。
多分枝增加糖原水溶性有利于其贮存，同时在糖原分解时可从多个非还原性末端同时开始，提高分解速度(图4-16)。
图4-16 糖原合成 二、糖原的分解 糖原分解不是糖原合成的逆反应，除磷酸葡萄糖变位酶外，其它酶均不一样，反应包括： (1)Gn糖原+PiG-1-P+g(n-1) (2)G-1-PG-6-P (3)G-6-P+H2OG+PI 这样将糖原中1个糖基转变为1分子葡萄糖，但是磷酸化酶只作用于糖原上的α(1→4)糖苷键，并且催化至距α(1→6)糖苷键4个葡萄糖残基时就不再起作用，这时就要有脱枝酶(debranchingenzyme)的参与才可将糖原完全分解。
脱枝酶是一种双功能酶，它催化糖原脱枝的两个反应，第一种功能是4-α-葡聚糖基转移酶(4-α-D-glucanotrnsferase)活性，即将糖原上四葡聚糖分枝链上的三葡聚糖基转移到酶蛋白上，然后再交给同一糖原分子或相邻糖原分子末端具自由4羟基的葡萄糖残基上，生成α(1→4)糖苷键，结果直链延长3个葡萄糖(图5-6)，而α(1→6)分枝处只留下1个葡萄糖残基，在脱枝酶的另一功能，即1，6-葡萄糖苷酶活性催化下，这个葡萄糖基被水解脱下，为游离的葡萄糖，在磷酸化酶与脱枝酶的协同和反复的作用下，糖原可以完全磷酸化和水解(图4-17)。
图4-17 糖原的分解 三、糖原代谢的调节 糖原合成酶和磷酸化酶分别是糖原合成与分解代谢中的限速酶，它们均受到变构与共价修饰两重调节。
(一)糖原代谢的别构调节图4-18 糖原合成和分解的调节 6-磷酸葡萄糖可激活糖原合成
第四节 糖原的合成与分解 糖原是由多个葡萄糖组成的带分枝的大分子多糖(图4-14)，分子量一般在106-107道尔顿，可高达108道尔顿，是体内糖的贮存形式，分子中葡萄糖主要以α-1，4-糖苷键相连形成直链，其中部分以α-1，6-糖苷键相连构成枝链，糖原主要贮存在肌肉和肝脏中，肌肉中糖原约占肌肉总重量的1-2%约为400克，肝脏中糖原占总量6-8%约为100克。
肌糖原分解为肌肉自身收缩供给能量，肝糖原分解主要维持血糖浓度(图4-15)。
图4-14 糖原的结构图4-15 肌糖原和肝糖原的功能 一、糖原的合成 由葡萄糖(包括少量果糖和半乳糖)合成糖原的过程称为糖原合成，反应在细胞质中进行，需要消耗ATP和UTP，合成反应包括以下几个步骤： (1) (2) (3)1-磷酸葡萄糖+UTPUDPG+PPi(焦磷酸) (4)UDPG+糖原(Gn)UDP+糖原(Gn+1) 糖原合成酶催化的糖原合成反应不能从头开始合成第一个糖分子，需要至少含4个葡萄糖残基的α-1，4-多聚葡萄糖作为引物(primer)，在其非还原性末端与UDPG反应，UDPG上的葡萄糖基C1与糖原分子非还原末端C4形成α-1，4-糖苷链，使糖原增加一个葡萄糖单位，UDPG是活泼葡萄糖基的供体，其生成过程中消耗UTP，故糖原合成是耗能过程，糖原合成酶只能促成α-1，4-糖苷键，因此该酶催化反应生成为α-1，4-糖苷键相连构成的直链多糖分子如淀粉。
机体内存在一种特殊蛋白质称为glycogenin，可做为葡萄糖基的受体，从头开始如合成第一个糖原分子的葡萄糖，催化此反应的酶是糖原起始合成酶(glycogeninitiaorsynthase)，进而合成一寡糖链作为引物，再继续由糖原合成酶催化合成糖。
同时糖原分枝链的生成需分枝酶(branchingenzyme)催化，将5-8个葡萄糖残基寡糖直链转到另一糖原子上以α-1.6-糖苷键相连，生成分枝糖链，在其非还原性末端可继续由糖原合成酶催化进行糖链的延长。
多分枝增加糖原水溶性有利于其贮存，同时在糖原分解时可从多个非还原性末端同时开始，提高分解速度(图4-16)。
图4-16 糖原合成 二、糖原的分解 糖原分解不是糖原合成的逆反应，除磷酸葡萄糖变位酶外，其它酶均不一样，反应包括： (1)Gn糖原+PiG-1-P+g(n-1) (2)G-1-PG-6-P (3)G-6-P+H2OG+PI 这样将糖原中1个糖基转变为1分子葡萄糖，但是磷酸化酶只作用于糖原上的α(1→4)糖苷键，并且催化至距α(1→6)糖苷键4个葡萄糖残基时就不再起作用，这时就要有脱枝酶(debranchingenzyme)的参与才可将糖原完全分解。
脱枝酶是一种双功能酶，它催化糖原脱枝的两个反应，第一种功能是4-α-葡聚糖基转移酶(4-α-D-glucanotrnsferase)活性，即将糖原上四葡聚糖分枝链上的三葡聚糖基转移到酶蛋白上，然后再交给同一糖原分子或相邻糖原分子末端具自由4羟基的葡萄糖残基上，生成α(1→4)糖苷键，结果直链延长3个葡萄糖(图5-6)，而α(1→6)分枝处只留下1个葡萄糖残基，在脱枝酶的另一功能，即1，6-葡萄糖苷酶活性催化下，这个葡萄糖基被水解脱下，为游离的葡萄糖，在磷酸化酶与脱枝酶的协同和反复的作用下，糖原可以完全磷酸化和水解(图4-17)。
图4-17 糖原的分解 三、糖原代谢的调节 糖原合成酶和磷酸化酶分别是糖原合成与分解代谢中的限速酶，它们均受到变构与共价修饰两重调节。
(一)糖原代谢的别构调节图4-18 糖原合成和分解的调节 6-磷酸葡萄糖可激活糖原合成