《糖的生物合成》PPT课件.ppt

9 糖的生物合成,9.2 糖原代谢,糖原,糖异生,糖酵解,糖原合成,糖原降解,葡萄糖,5-磷酸核糖,柠檬酸循环,氨基酸,乙酰CoA,乳酸,丙酮酸,葡萄糖-6-磷酸,磷酸戊糖途径,葡萄糖的代谢去向,1 糖原(红色或红紫色)2 细胞核,1,2,糖 原,肝细胞中的糖原颗粒Glycogen granules in a hepatocyte.,Metabolism as a three-dimensional meshwork,一、动物体内糖原的代谢 The Metabolism of Glycogen in Animals,1、糖原磷酸化酶催化糖原的降解Glycogen Breakdown Is Catalyzed by Glycogen Phosphorylase,糖原磷酸化酶,非还原端,葡萄糖-1-磷酸,糖原结合部位,催化部位,别构效应物结合部位,磷酸化部位,兔肌糖原磷酸化酶的模式图,磷酸吡哆醛部位,Glycogen breakdown near an(16)branch point,从非还原端开始直到距分支点四个葡萄糖处葡萄糖-1-磷酸进入糖酵解或补充血糖脱支酶是双功能酶转移酶活性：转移三个葡萄糖残基(分支点邻近非还原末端)(14)葡(萄)糖苷酶活性(16),糖原磷酸化酶,脱支酶,糖原脱支酶,糖原脱支酶催化的反应,葡萄糖磷酸变位酶催化的反应Reaction catalyzed by phosphoglucomutase,葡萄糖磷酸变位酶,葡萄糖-1-磷酸,葡萄糖-1,6-二磷酸,葡萄糖-6-磷酸,反应开始于酶上丝氨酸残基的磷酸化,肝脏细胞内质网上的葡萄糖-6-磷酸酶催化葡萄糖-6-磷酸水解,毛细血管,葡萄糖转运蛋白,质膜,The role of sugar nucleotides in the biosynthesis of glycogen and many other carbohydrate derivatives was first discovered by the Argentine biochemist Luis Leloir.,2、磷酸核糖UDP-葡萄糖为糖原合成提供葡萄糖The Sugar Nucleotide UDP-Glucose Donates Glucose for Glycogen Synthesis,糖基的直接供体形式蔗糖：UDPG淀粉：ADPG（UDPG）纤维素：NDPG果胶：UDPG,糖核苷酸的形成Formation of a sugar nucleotide,亲核攻击,Net reaction:Sugar phosphate+NTPNDP-sugar+2Pi,NDP-糖焦磷酸化酶,焦磷酸酶,3、糖原合成Glycogen synthesis,糖原合酶,n个残基的糖原链的非还原端（n4）,非还原端,4、糖原分支的合成Branch synthesis in glycogen,糖原分支酶glycogen-branching enzyme(amylo(14)to(16)transglycosylase,糖原分支酶,转移7个残基两分支点至少相距4个糖残基,5、糖原蛋白催化糖原合成所需引物Glycogenin Primes the Initial Sugar Residues in Glycogen,Muscle Glycogenin structure(二聚体)肌肉糖原蛋白(生糖蛋白)结构,UDP-glucose,Tyr194 residues,Mn2+ion,Asp162,Glycogenin(糖原蛋白,生糖蛋白)and the structure of the glycogen(糖原)particle,葡(萄)糖基转移酶活性,链延伸活性,利用半乳糖合成糖原,UDP-葡萄糖焦磷酸化酶糖原合酶糖原分支酶,糖原合成的酶,Gerty Coris laboratory around 1947,Carl and Gerty Cori:Pioneers in Glycogen Metabolism and Disease糖原代谢和疾病的先驱,the metabolism of glycogen 1925 1950 Carl F.Cori and Gerty T.Cori(husband and wife)Cori cycle,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1947,人类糖原储存过多引起的疾病,二、糖原代谢的调节Coordinated Regulation of Glycogen Synthesis and Breakdown,别构调节共价修饰调节酶促级联调节,糖原磷酸化酶和糖原合酶,激素对糖原代谢的影响,胰高血糖素肾上腺素胰岛素,依赖于cAMP的蛋白激酶系统磷蛋白磷酸酶-1系统(PP1),糖原磷酸化酶 AMP激活、ATP抑制,糖原合酶 AMP抑制、ATP激活,肌肉糖原磷酸化酶的共价修饰Regulation of muscle glycogen phosphorylase by covalent modification,磷酸化酶激酶,磷酸化酶磷酸酶,肾上腺素,胰高血糖素,共价修饰,糖原合成酶糖原磷酸化酶共价修饰,蛋白激酶,磷蛋白磷酸酶,磷酸化酶磷酸酶,磷酸化酶激酶,共价修饰,激素调节,肾上腺素和胰高血糖素作用的级联调节机制Cascade mechanism of epinephrine and glucagon action,Epinephrine 肾上腺素Glucagon 胰高血糖素Myocyte 肌细胞Hepatocyte 肝细胞Adenylyl cyclase 腺苷酸环化酶PKA(protein kinase A)蛋白激酶Aphosphorylase b kinase 磷酸化酶激酶Glycogen phosphorylase b 糖原磷酸化酶Glycogen 糖原Glucose 1-phosphate 葡萄糖-1-磷酸Glycolysis 糖酵解Muscle contraction 肌肉收缩Glucose 葡萄糖,糖原代谢的激素控制,肾上腺素,胰高血糖素,肾上腺素,胰岛素,糖原合成,糖原降解,-肾上腺素能受体,-肾上腺素能受体,胰岛素,脂质的合成,脂质的分解,蛋白质的合成,糖异生,糖原合成,糖酵解,主动运输,糖原磷酸化酶的激活和糖原合酶的失活,肾上腺素,胰高血糖素,糖原合酶的激活和糖原磷酸化酶的失活,胰岛素,肝脏中葡萄糖对糖原代谢的调节Regulation of glycogen metabolism by glucose in the liver,三、淀粉和蔗糖的生物合成Biosynthesis of Starch and Sucrose,ADP-葡萄糖是植物质体淀粉合成和细菌糖原合成的底物UDP-葡萄糖是叶片细胞胞液蔗糖的合成底物,淀粉合成Starch synthesis,ADP-葡萄糖焦磷酸化酶,淀粉合酶,淀粉合成Starch synthesis,蔗糖合成Sucrose synthesis,蔗糖-6-磷酸合成酶,蔗糖-6-磷酸磷酸酶,果糖-2,6-二磷酸是蔗糖合成的调节因子Fructose 2,6-bisphosphate as regulator of sucrose synthesis,第九章 糖的生物合成某些时候，在绿色植物中同时存在着循环的电子传递与非循环的电子传递途径，循环的电子传递途径能否产生ATP、O2、或NADPH？从葡萄糖-6-磷酸合成糖原所需的能量是否等同于糖原降解为葡萄糖-6-磷酸需要的能量？,