生物化学课件：糖代谢（三）.ppt

糖 代 谢 （三）Metabolism of Saccharide第五节第五节磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway)u 磷酸戊糖途径的概念u 反应过程——关键酶u 生理意义n概念概念磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径(pentose phosphate pathway)是是指指由由葡葡萄萄糖糖生生成成磷磷酸酸戊戊糖糖及及NADPH+H+，，前前者者再再进进一一步步转转变变成成3-磷磷酸酸甘甘油油醛醛和和6-磷磷酸酸果果糖糖的的反应过程反应过程一、磷酸戊糖途径生成一、磷酸戊糖途径生成NADPH和和磷酸戊糖磷酸戊糖磷酸戊糖磷酸戊糖n细胞定位：细胞定位：胞液胞液Ø 第一阶段：氧化反应第一阶段：氧化反应（一）磷酸戊糖途径的反应过程分为两个阶段（一）磷酸戊糖途径的反应过程分为两个阶段n反应过程可分为二个阶段反应过程可分为二个阶段: :Ø 第二阶段：非氧化反应第二阶段：非氧化反应 生成生成磷酸戊糖，磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2包括一系列基团转移包括一系列基团转移6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖 NADPH+H+ NADP+ ⑴⑴ H2O NADP+ CO2 NADPH+H+ ⑵⑵6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶 H HCOCOH HCH2OH C O 6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯 1．．6-磷酸葡萄糖在氧化阶段生成磷酸戊糖和磷酸葡萄糖在氧化阶段生成磷酸戊糖和NADPH5-磷酸核糖磷酸核糖 Ø催催化化第第一一步步脱脱氢氢反反应应的的6-磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖脱脱氢氢酶酶是是此此代代谢途径的关键酶。

谢途径的关键酶Ø两两次次脱脱氢氢脱脱下下的的氢氢均均由由NADP+接接受受生生成成NADPH + H+（用于合成代谢）（用于合成代谢）Ø反反应应生生成成的的磷磷酸酸核核糖糖是是一一个个非非常常重重要要的的中中间间产产物物葡萄糖经此途径生成多余的核糖葡萄糖经此途径生成多余的核糖G-6-P5-磷酸核糖磷酸核糖NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2Ø第第二二阶阶段段反反应应的的意意义义就就在在于于通通过过一一系系列列基基团团转转移移反反应应，，将将核核糖糖转转变变成成6-磷磷酸酸果果糖糖和和3-磷磷酸酸甘甘油油醛醛而而进进入入酵酵解解途途径径因因此此磷磷酸酸戊戊糖糖 途途 径径 也也 称称 磷磷 酸酸 戊戊 糖糖 旁旁 路路 （（ pentose phosphate shunt））2．经过基团转移反应进入糖酵解途径．经过基团转移反应进入糖酵解途径每3分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，通过3C、4C、5C、6C、7C等演变阶段，最终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛和和6-磷酸果糖磷酸果糖，可进入酵解途，可进入酵解途径因此，磷酸戊糖途径也称径。

因此，磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路磷酸戊糖旁路(pentose phosphate shunt)2. 2. 基团转移反应基团转移反应 Ø这些基团转移反应可分为两类： •一类是一类是转酮醇酶（转酮醇酶（transketolase）反应）反应，转移，转移含含1个酮基、个酮基、1个醇基的个醇基的2碳基团；接受体都是碳基团；接受体都是醛糖•另一类是另一类是转醛醇酶（转醛醇酶（transaldolase）反应）反应，转，转移移3碳单位；接受体也是醛糖碳单位；接受体也是醛糖 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) ×35-磷酸核糖磷酸核糖C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖C57-磷酸景天糖磷酸景天糖C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖C46-磷酸果糖磷酸果糖C66-磷酸果糖磷酸果糖C63-磷酸磷酸甘油醛甘油醛C3磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径第一阶段第一阶段第第二二阶阶段段5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖C55-磷酸木酮糖磷酸木酮糖C57-磷酸景天糖磷酸景天糖C73-磷酸甘油醛磷酸甘油醛C34-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖C46-磷酸果糖磷酸果糖C66-磷酸果糖磷酸果糖C63-磷酸甘油醛磷酸甘油醛C36-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖(C6)×36-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×36-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸(C6)×35-磷酸核酮糖磷酸核酮糖(C5) ×35-磷酸核糖磷酸核糖C53NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶3NADP+ 3NADP+3H+ 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶CO2n总反应式总反应式:3×6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 6 NADP+2×6-磷酸果糖磷酸果糖+3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛+6NADPH+H++3CO2n磷酸戊糖途径的特点磷酸戊糖途径的特点:Ø脱氢反应以脱氢反应以NADP+为受氢体，生成为受氢体，生成NADPH+H+。

Ø反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了过了3、、4、、5、、6、、7碳糖碳糖的演变过程的演变过程Ø反应中生成了重要的中间代谢物反应中生成了重要的中间代谢物——5-磷酸核糖磷酸核糖Ø一分子一分子G-6-P经过反应，只能发生经过反应，只能发生一次脱羧一次脱羧和和二次二次脱氢脱氢反应，生成一分子反应，生成一分子CO2和和2分子分子NADPH+H+（二）磷酸戊糖途径主要受（二）磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+比值的调节比值的调节Ø6-磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖脱脱氢氢酶酶此此酶酶为为磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径的的关关键键酶酶，，其其活活性性的的高高低低决决定定6-磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖进进入磷酸戊糖途径的流量入磷酸戊糖途径的流量Ø此此酶酶活活性性主主要要受受NADPH/NADP+比比值值的的影影响响，，比比值值升升高高则则被被抑抑制制，，降降低低则则被被激激活活另另外外NADPH对该酶有强烈抑制作用对该酶有强烈抑制作用Ø因因此此，，磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径的的流流量量取取决决于于NADPH的需求￿（三）磷酸戊糖途径的生理意义在于生成（三）磷酸戊糖途径的生理意义在于生成NADPH和和5-磷酸核糖磷酸核糖2．提供．提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应作为供氢体参与多种代谢反应1．为核酸的生物合成提供核糖．为核酸的生物合成提供核糖（（1））NADPH是体内许多合成代谢的供氢体（乙酰是体内许多合成代谢的供氢体（乙酰COA合成合成脂酸）；脂酸）；（（2））NADPH参与体内羟化反应（从鲨烯合成胆固醇）；参与体内羟化反应（从鲨烯合成胆固醇）；（（3））NADPH还用于维持谷胱甘肽还用于维持谷胱甘肽(glutathione，，GSH)的还的还原状态。

原状态氧化型谷胱甘肽氧化型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽 Ø还还原原型型谷谷胱胱甘甘肽肽是是体体内内重重要要的的抗抗氧氧化化剂剂，，可可以以保保护护一一些些含含-SH基基的的蛋蛋白白质质或或酶酶免免受受氧氧化化剂尤其是过氧化物的损害剂尤其是过氧化物的损害Ø在在红红细细胞胞中中还还原原型型谷谷胱胱甘甘肽肽更更具具有有重重要要作作用用它可以保护红细胞膜蛋白的完整性它可以保护红细胞膜蛋白的完整性  蚕豆病：蚕豆病： 遗传性遗传性6- 6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷，不能从磷酸戊缺陷，不能从磷酸戊糖途径得到充足的糖途径得到充足的NADPHNADPH，还原型，还原型GSHGSH含量减少，含量减少，红细胞尤其是较老的红细胞易于破裂，发生溶血红细胞尤其是较老的红细胞易于破裂，发生溶血性黄疸，常因食用蚕豆而诱发性黄疸，常因食用蚕豆而诱发 广东多见，婚检、产前诊断项目之一广东多见，婚检、产前诊断项目之一蚕豆病 G6PD缺乏症的临床表现与一般缺乏症的临床表现与一般溶血性贫血溶血性贫血大致相同。

分大致相同分新生儿黄疸、蚕豆病、药物性溶血、感染性溶血、非球形细胞新生儿黄疸、蚕豆病、药物性溶血、感染性溶血、非球形细胞溶血性贫血等临床类型本病临床表现的轻重程度不同，多数溶血性贫血等临床类型本病临床表现的轻重程度不同，多数患者平时不发病，无自觉症状，部分患者可表现为慢性溶血性患者平时不发病，无自觉症状，部分患者可表现为慢性溶血性贫血症状常因贫血症状常因食用蚕豆食用蚕豆、、服用或接触某些药物服用或接触某些药物、、感染等诱发感染等诱发血红蛋白尿、黄疸、贫血等急性溶血反应因血红蛋白尿、黄疸、贫血等急性溶血反应因G6PD缺乏诱发缺乏诱发的严重的急性溶血性贫血因红细胞破坏过多，如不及时处理，的严重的急性溶血性贫血因红细胞破坏过多，如不及时处理，可引起肝、肾、或心功能衰竭，甚至死亡可引起肝、肾、或心功能衰竭，甚至死亡 1．禁食蚕豆或蚕豆生加工品，避免在蚕豆开花、结果或收获季节去蚕豆地．禁食蚕豆或蚕豆生加工品，避免在蚕豆开花、结果或收获季节去蚕豆地2．禁止使用含萘的臭丸放入衣柜驱虫．禁止使用含萘的臭丸放入衣柜驱虫 ​ 3．．禁止使用的药物禁止使用的药物：乙酰苯胺、美蓝、硝咪唑、呋喃旦叮、呋喃唑酮、呋：乙酰苯胺、美蓝、硝咪唑、呋喃旦叮、呋喃唑酮、呋喃西林、苯肼、伯氨喹啉、扑疟母星、戊胺喹、磺胺、乙酰磺胺、磺胺吡喃西林、苯肼、伯氨喹啉、扑疟母星、戊胺喹、磺胺、乙酰磺胺、磺胺吡啶、噻唑酮、甲苯胺蓝、啶、噻唑酮、甲苯胺蓝、 SMZ、、TNT等等 4．．慎用的药物慎用的药物：：扑热息痛、非拉西丁、阿斯匹林、氨基比林、安替比林、扑热息痛、非拉西丁、阿斯匹林、氨基比林、安替比林、安坦、维生素安坦、维生素 C、维生素、维生素K、氯霉素、链霉素、异烟肼、磺胺嘧啶、磺胺胍、、氯霉素、链霉素、异烟肼、磺胺嘧啶、磺胺胍、磺胺异恶唑、氯喹、秋水仙碱、苯海拉明、左旋多巴、苯妥英钠、普鲁卡磺胺异恶唑、氯喹、秋水仙碱、苯海拉明、左旋多巴、苯妥英钠、普鲁卡因酰胺、乙胺嘧啶、奎尼丁、奎宁、因酰胺、乙胺嘧啶、奎尼丁、奎宁、SM、、TMP、优降糖等、优降糖等 5．感染性诱因：病毒性肝炎、流感、肺炎、伤寒、腮腺炎等．感染性诱因：病毒性肝炎、流感、肺炎、伤寒、腮腺炎等 6．凡感染后或接触．凡感染后或接触/服用以上食物或药物数小时或数天内，出现发热、腹痛、服用以上食物或药物数小时或数天内，出现发热、腹痛、呕吐、面黄或苍白、尿呈黄褐色或暗红色等症状，属急性溶血反应，应立呕吐、面黄或苍白、尿呈黄褐色或暗红色等症状，属急性溶血反应，应立即到医院急诊科就诊！！！即到医院急诊科就诊！！！ 健康处方健康处方本节要求本节要求磷酸戊糖途径的关键酶和生理意义及磷酸戊糖途径的关键酶和生理意义及NADPH的作用；的作用；【【掌握掌握】】磷酸戊糖途径的反应过程；磷酸戊糖途径的反应过程；【【熟悉熟悉】】第第 六六 节节 糖原的合成与分解糖原的合成与分解Glycogenesis and Glycogenolysisu 糖原的合成代谢u 糖原的分解代谢u 糖原合成与分解的调节u 糖原累积症糖糖 原原 (glycogen)是动物体内糖的储存形式是动物体内糖的储存形式之一，是机体能迅速动用的能量储备。

之一，是机体能迅速动用的能量储备肌肉：肌糖原，肌肉：肌糖原，180 ~ 300g，，主要供肌肉收缩所需主要供肌肉收缩所需肝脏：肝糖原，肝脏：肝糖原，70 ~ 100g，，维持血糖水平维持血糖水平n糖原的定义：糖原的定义：n糖原储存的主要器官及其生理意义：糖原储存的主要器官及其生理意义：1. 葡萄糖单元以葡萄糖单元以α-1,4-糖苷键糖苷键形成长链形成长链2. 约约10个葡萄糖单元处形成分个葡萄糖单元处形成分枝，分枝处葡萄糖以枝，分枝处葡萄糖以α-1,6-糖糖苷键连接，分支增加，溶解苷键连接，分支增加，溶解度增加3. 每条链都终止于一个非还原每条链都终止于一个非还原端端.非还原端增多，以利于其非还原端增多，以利于其被酶分解被酶分解n糖原的结构特点及其意义：糖原的结构特点及其意义：非还原端非还原端：： 葡萄糖残基异头碳原子上仍保留半缩醛羟基的一葡萄糖残基异头碳原子上仍保留半缩醛羟基的一端称为还原未端，而端称为还原未端，而葡萄糖残基不再存在半缩醛葡萄糖残基不再存在半缩醛羟基的一端羟基的一端，称非还原端称非还原端 一、糖原的合成代谢主要在一、糖原的合成代谢主要在肝和肌组织中进行肝和肌组织中进行n合成部位：合成部位：糖原的合成糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖合指由葡萄糖合成糖原的过程。

成糖原的过程组织定位：主要在肝脏、肌肉组织定位：主要在肝脏、肌肉细胞定位：胞浆细胞定位：胞浆（三）糖原的合成途径葡萄糖（葡萄糖（G））1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖己糖（葡萄糖）己糖（葡萄糖）激酶激酶ATPADPUTPPPiUDPG糖原引物糖原引物（（Gn））糖原糖原（（Gn+1））糖原合酶糖原合酶( glycogen synthase )UDP还还原原端端1.1.葡萄糖磷酸化生成葡萄糖磷酸化生成6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖ATP ADP己糖激酶己糖激酶;葡萄糖激酶（肝）葡萄糖激酶（肝）n糖原合成途径：糖原合成途径：1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2.6-2.6-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖此此反反应应中中磷磷酸酸基基团团转转移移的的意意义义在在于于：：由由于于延延长长形形成成α-1,4-糖糖苷苷键键，，所所以以葡葡萄萄糖糖分分子子C1上上的的半半缩缩醛醛羟羟基基必必须须活活化化，，才才利利于于与与原原来来的的糖糖原原分分子子末末端端葡葡萄萄糖糖的的游游离离C4羟羟基基缩缩合合。

半半缩缩醛醛羟羟基基与与磷磷酸酸基基之之间间形形成成的的O-P键键具具有有较较高高的能量UDPG可看作可看作“活性葡萄糖活性葡萄糖”，在体内充，在体内充作葡萄糖供体作葡萄糖供体3.1-3.1-磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变成尿苷二磷酸葡萄糖+UTP尿苷尿苷 PPPPPiUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶2Pi+能量能量1- 磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 尿苷二磷酸葡萄糖尿苷二磷酸葡萄糖 (uridine diphosphate glucose, UDPG)糖原糖原n + UDPG糖原糖原n+1 + UDP 糖原合酶糖原合酶(glycogen synthase)UDP UTP ADP ATP 核苷二磷酸激酶核苷二磷酸激酶4.α-1,4-糖苷键式结合糖苷键式结合糖原糖原n 为原有的细胞内的较小糖原分子，为原有的细胞内的较小糖原分子，称为称为糖原引物糖原引物(primer)，， 作为作为UDPG 上葡萄糖上葡萄糖基的接受体基的接受体 糖原糖原n + UDPG糖原糖原n+1 + UDP 糖原合酶糖原合酶(glycogen synthase) ５５. .糖原分枝的形成糖原分枝的形成 分支酶分支酶(branching enzyme) α-1,6-糖苷键糖苷键 α-1,4-糖苷键糖苷键糖原合成反应的特点u糖原合酶为过程的关键酶u 糖原合酶只能延长糖链，不能形成分支。

分支时需要分支酶的作用u合成时不能从头开始，需要至少4个葡萄糖残基作为引物u UDPG是活性葡萄糖基的供体，其生成过程消耗ATP和UTP，因此，糖原引物上每加上一个葡萄糖，需要消耗两个高能磷酸键近近来来人人们们在在糖糖原原分分子子的的核核心心发发现现了了一一种种名名为为glycogenin的的蛋蛋白白质质Glycogenin可可对对其其自自身身进进行行共共价价修修饰饰，，将将UDP-葡葡萄萄糖糖分分子子的的C1结结合合到到其其酶酶分分子子的的酪酪氨氨酸酸残残基基上上，，从从而而使使它它糖糖基基化化这这个个结结合合上去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物上去的葡萄糖分子即成为糖原合成时的引物糖原合成过程中作为引物的第一个糖原分子糖原合成过程中作为引物的第一个糖原分子从何而来？从何而来？二、肝糖原分解产物二、肝糖原分解产物——葡萄糖葡萄糖可补充血糖可补充血糖n亚细胞定位：亚细胞定位：胞浆胞浆糖原分解糖原分解 (glycogenolysis )习惯上指肝糖原习惯上指肝糖原分解成为葡萄糖的过程分解成为葡萄糖的过程糖原的分解代谢葡萄糖葡萄糖（肝、肾）（肝、肾）1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖原（糖原（Gn））糖酵解或糖酵解或有氧氧化有氧氧化（肌肉）（肌肉）葡萄糖葡萄糖-6--6-磷酸酶磷酸酶PiPi糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶糖原糖原n+1n+1糖原糖原n n + 1- + 1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶(Glycogen phosphorylase)1.1.糖原的磷酸解糖原的磷酸解2.2.脱枝酶的作用脱枝酶的作用①①转移葡萄糖残基转移葡萄糖残基②②水解水解 -1,6-糖苷键糖苷键脱枝酶脱枝酶 (debranching enzyme)磷酸化酶磷酸化酶转移酶活性转移酶活性 α-1,6糖糖苷酶活性苷酶活性在在几几个个酶酶的的共共同同作作用用下下，，最最终终产产物物中中约约85%为为1-磷酸葡萄糖，磷酸葡萄糖，15%为游离葡萄糖。

为游离葡萄糖1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖变位酶变位酶3. 1-磷酸葡萄糖转变成磷酸葡萄糖转变成6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖4. 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，磷酸酶（肝，肾）肾）葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡葡萄萄糖糖-6-磷磷酸酸酶酶只只存存在在于于肝肝、、肾肾中中，，而而不不存存在在于于肌肌中中所所以以只只有有肝肝和和肾肾可可补补充充血血糖糖；；而而肌肌糖糖原原不不能分解成葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化能分解成葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化 n肌糖原的分解肌糖原的分解Ø肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相肌糖原分解的前三步反应与肝糖原分解过程相同，但是生成同，但是生成6-磷酸葡萄糖之后，由于肌肉组磷酸葡萄糖之后，由于肌肉组织中织中不存在葡萄糖不存在葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶，所以生成的，所以生成的6-磷磷酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，提供血酸葡萄糖不能转变成葡萄糖释放入血，提供血糖，而只能进入酵解途径进一步代谢糖，而只能进入酵解途径进一步代谢Ø肌糖原的分解与合成与肌糖原的分解与合成与乳酸循环乳酸循环有关。

有关n糖原的合成与分解总图糖原的合成与分解总图UDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶糖原合酶 磷酸葡萄糖变位酶磷酸葡萄糖变位酶 己糖己糖(葡萄糖葡萄糖)激酶激酶 糖原糖原n Pi 磷酸化酶磷酸化酶 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝、肾）磷酸酶（肝、肾） 糖原糖原n nG-6-P的代谢去路：的代谢去路：F-6-P（进入酵解途径）（进入酵解途径）G（补充血糖）（补充血糖） 6-磷酸葡萄糖内酯磷酸葡萄糖内酯（进入磷酸戊糖途径）（进入磷酸戊糖途径）G-6-PG-1-PGn（合成糖原）（合成糖原）UDPG葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸（进入葡萄糖醛酸途径）（进入葡萄糖醛酸途径）小　结小　结n反应部位：反应部位：胞浆胞浆 Ø糖糖原原的的合合成成与与分分解解是是分分别别通通过过两两条条不不同同途途径径进进行行的的这这种种合合成成与与分分解解循循两两条条不不同同途途径径进进行行的的现现象象，，是是生生物物体体内内的的普普遍遍规规律律这这样样才才能进行能进行精细的调节精细的调节Ø当当糖糖原原合合成成途途径径活活跃跃时时，，分分解解途途径径则则被被抑抑制制，，才能有效地合成糖原；反之亦然。

才能有效地合成糖原；反之亦然三、糖原合成与分解受到彼此相反的调节三、糖原合成与分解受到彼此相反的调节关键酶关键酶① ① 糖原合成：糖原合成：糖原合酶糖原合酶② ② 糖原分解：糖原分解：糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶Ø它们的快速调节有它们的快速调节有共价修饰共价修饰和和变构调节变构调节二二种方式Ø它们都以活性、无（低）活性二种形式存它们都以活性、无（低）活性二种形式存在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化而相互转变化而相互转变n这两种关键酶的重要特点：这两种关键酶的重要特点：（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的关键酶（一）糖原磷酸化酶是糖原分解的关键酶n糖原磷酸化酶的共价修饰调节糖原磷酸化酶的共价修饰调节磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶磷酸化酶磷酸化酶b（活性低）（活性低）磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-磷酸化酶磷酸化酶a-（活性高）（活性高）ＰＰＰＰ依赖依赖cAMPcAMP的蛋白激酶的蛋白激酶（（PKAPKA））cAMPATP腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶激素激素 通过一系列酶促反应将激素信号放大的连锁通过一系列酶促反应将激素信号放大的连锁反应称为反应称为级联放大系统级联放大系统。

意义在于：一、放大效应；二、级联中各级意义在于：一、放大效应；二、级联中各级反应都存在有可被调节的方式反应都存在有可被调节的方式磷磷酸酸化化酶酶二二种种构构像像——紧紧密密型型(T)和和疏疏松松型型(R)，，其其中中T型型的的磷磷酸酸化化的的14位位Ser暴暴露露，，去去磷磷酸酸化化而而失失活活因因此此，，血血糖糖浓浓度度升升高高，，肝肝糖糖原原分解降低分解降低Ø葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂磷酸化酶磷酸化酶 a (R) [疏松型疏松型]磷酸化酶磷酸化酶 a (T) [紧密型紧密型]葡萄糖葡萄糖n糖原磷酸化酶的变构调节糖原磷酸化酶的变构调节（二）糖原合酶是糖原合成的关键酶（二）糖原合酶是糖原合成的关键酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶糖原合酶-ＰＰn糖原合酶的共价修饰调节糖原合酶的共价修饰调节（有活性）（有活性）（无活性）（无活性）腺苷环化酶腺苷环化酶（无活性）（无活性）腺苷环化酶（有活性）腺苷环化酶（有活性）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）激素（胰高血糖素、肾上腺素等）+ 受体受体ATPcAMP PKA(无活性无活性) 磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶糖原合酶糖原合酶 糖原合酶糖原合酶-P PKA(有活性有活性) 磷酸化酶磷酸化酶b磷酸化酶磷酸化酶a-P磷酸化酶磷酸化酶b激酶激酶-PPi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1PiPi 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1–– –磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂-P磷蛋白磷酸酶抑制剂磷蛋白磷酸酶抑制剂PKA（有活性）（有活性） Ø两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；两种酶磷酸化或去磷酸化后活性变化相反；Ø此调节为酶促反应，调节速度快；此调节为酶促反应，调节速度快；Ø调节有调节有级联放大级联放大作用，效率高；作用，效率高；Ø受激素调节。

受激素调节n糖原磷酸化酶和糖原合酶的共价修饰调节特点：糖原磷酸化酶和糖原合酶的共价修饰调节特点：n肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同：肌肉内糖原代谢的二个关键酶的调节与肝糖原不同：Ø在在糖原分解代谢时肝主要受糖原分解代谢时肝主要受胰高血糖素胰高血糖素的调节，的调节，而肌肉主要受而肌肉主要受肾上腺素肾上腺素调节 Ø肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主要为肌肉内糖原合酶及磷酸化酶的变构效应物主要为AMP、、ATP及及6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 糖原合酶糖原合酶磷酸化酶磷酸化酶a-P磷酸化酶磷酸化酶bAMPATP及及6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖♁♁♁♁n调节小结调节小结: :Ø双向调控：双向调控：对合成酶系与分解酶系分别进行对合成酶系与分解酶系分别进行调节，如加强合成则减弱分解，或反之调节，如加强合成则减弱分解，或反之Ø双重调节：双重调节：别构调节和共价修饰调节别构调节和共价修饰调节 Ø肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点：如分解肝糖原和肌糖原代谢调节各有特点：如分解肝糖原的激素主要为胰高血糖素，分解肌糖肝糖原的激素主要为胰高血糖素，分解肌糖原的激素主要为肾上腺素原的激素主要为肾上腺素。

Ø关键酶调节上存在关键酶调节上存在级联效应级联效应 Ø关键酶都以关键酶都以活性、无（低）活性二种形式活性、无（低）活性二种形式存存在，二种形式之间可通过在，二种形式之间可通过磷酸化和去磷酸化磷酸化和去磷酸化而相互转变而相互转变 四、糖原积累症四、糖原积累症是由先天性酶缺陷所致是由先天性酶缺陷所致糖原累积症糖原累积症(glycogen storage diseases)是一是一类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织中有大量糖原堆积引起糖原累积症的原因是中有大量糖原堆积引起糖原累积症的原因是患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类患者先天性缺乏与糖原代谢有关的酶类 型别型别缺陷的酶缺陷的酶受害器官受害器官糖原结构糖原结构Ⅰ葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶缺陷磷酸酶缺陷肝、肾肝、肾正常正常Ⅱ溶酶体溶酶体α1→4和和1→6葡葡萄糖苷酶萄糖苷酶所有组织所有组织正常正常Ⅲ脱支酶缺失脱支酶缺失肝、肌肉肝、肌肉分支多，外周分支多，外周糖链短糖链短Ⅳ分支酶缺失分支酶缺失所有组织所有组织分支少，外周分支少，外周糖链特别长糖链特别长Ⅴ肌磷酸化酶缺失肌磷酸化酶缺失肌肉肌肉正常正常Ⅵ肝磷酸化酶缺陷肝磷酸化酶缺陷肝肝正常正常Ⅶ肌肉和红细胞磷酸果糖肌肉和红细胞磷酸果糖激酶缺陷激酶缺陷肌肉、红肌肉、红细胞细胞正常正常Ⅷ肝脏磷酸化酶激酶缺陷肝脏磷酸化酶激酶缺陷 脑、肝脑、肝正常正常糖原积累症分型糖原积累症分型本节要求本节要求肝糖原合成与分解的限速酶及其催化的反应肝糖原合成与分解的限速酶及其催化的反应【【掌握掌握】】 肝糖原合成与分解的调节；肝糖原合成与分解的调节；【【熟悉熟悉】】【【了解了解】】糖原积累症糖原积累症。