糖原的分解和生物合成
糖原的分解的名词解释
糖原的分解的名词解释糖原是一种生物体内储存能量的多糖，它在动物和真菌细胞内起着重要的能量供应和调节作用。
它可以被看作是一种长链多聚体葡萄糖分子的衍生物，通过其极高的分支程度，使得糖原分子具有更好的溶解性和更高的储存能力。
糖原储存在肝脏和肌肉细胞中，并根据需求在体内被分解为葡萄糖供给身体各部分的代谢活动。
糖原的分解过程经历三个主要的步骤：糖原的磷酸化、糖原的核酸中间体的形成以及核酸中间体的分解。
这些过程是非常复杂而有序的，调控着身体从储存能量向能量消耗的转变。
糖原的分解首先发生在肝脏，其次是肌肉，这是因为糖原在这两个器官中富集。
在第一步，糖甘油磷酸化酶催化糖原分子上的磷酸酯键水解，形成糖甘油磷酸。
接下来，磷酸化的糖原分子被磷酸化分解酶催化，生成核酸中间体葡萄糖-1-磷酸。
最后，葡萄糖-1-磷酸在糖原磷酸化酶的作用下被水解为游离的葡萄糖分子，可以进一步通过糖酵解或糖异生途径产生能量。
糖原的分解是一个高度调控的过程，它受到多种内外因素的调控。
首先，内源性因素如激素和代谢产物等对糖原分解起着关键作用。
胰岛素是一种主要的激素，它抑制糖原的分解，促进葡萄糖的合成和糖原的储存。
而肾上腺素、糖皮质激素等则刺激糖原的分解，以提供更多的能量。
此外，细胞内含糖量、ATP水平等代谢产物的影响也能够调控糖原的分解。
其次，外源性因素如运动和饮食对糖原分解同样产生重要影响。
在运动时，肌肉的能量需求增加，肌肉中的糖原开始分解为葡萄糖供能。
饮食中的碳水化合物摄取也能够影响糖原的分解，高碳水化合物饮食有助于糖原的储存，而低碳水化合物饮食则会促进糖原的分解。
由于糖原对身体能量供应的重要性，糖原储存和分解的失调会导致一系列疾病。
糖原累积症是一类由于相关酶缺陷或功能障碍而导致糖原无法正常分解的疾病。
其中最常见的糖原累积症为肝脏中的糖原沉积病，病人的肝脏糖原无法有效地分解为糖类，导致血糖无法维持正常水平。
此外，肌肉中的糖原代谢异常也会导致肌肉无力和运动障碍。
糖原代谢和糖异生
另有10％葡萄糖残基要经己糖 激酶催化生成葡萄糖-6-磷酸 进行糖酵解的。
个
15.3 糖原合成
糖原的生物合成不是糖原降解的逆过程，而是通过 另外一条途径。
糖原合成需要的能量是由尿嘧啶核苷三磷酸（UTP） 提供的。
糖原合成的底物是UDP-葡糖。
G o' = -16.3 kJ/mol
旁路III：葡糖-6-磷酸水解生成葡萄糖
葡糖-6-磷酸在葡糖-6-磷酸酶作用下水解为 葡萄糖 和无机磷酸。
G o'= -13.8 kJ/mol
糖
葡糖-6-磷酸酶
异
生
途
径
总
览
图
糖 异 生 与 糖 酵 解 过 程 能 量 变 化
糖异生是个需能过程，由2分子丙酮酸合成1分子葡萄 糖需要4分子ATP和2分子GTP，同时还需要2分子NADH。 总反应方程式为：
3. 糖异生的调控
磷酸果糖激酶I（PFK-I）和果糖-1,6-二磷酸酶的调节
果糖-2,6-二磷酸可以激活PFK-1，加快糖酵解；而抑制 果糖-1,6-二磷酸酶（FBPase-1），进而抑制糖异生。
当ATP和柠檬酸水平高时，PFK-I受抑制，降低糖酵解速 率；柠檬酸增加果糖-1,6-二磷酸酶活性，从而增加糖异 生速率。当AMP水平高时，PFK-I激活，加快糖酵解，果 糖-1,6-二磷酸酶受抑制，糖异生关闭。
但糖酵解途径中由丙酮酸激酶、磷酸果糖激酶I和己 糖激酶催化的三个高放能反应是不可逆的。
1. 糖异生反应
旁路I：丙酮酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸
（1）丙酮酸羧化生成草酰乙酸 在丙酮酸羧化酶（生物素作为辅基）催化下，丙酮酸
糖原合成的反应过程
糖原是一种多糖，主要在动物体内储存葡萄糖的形式，特别是在肝脏和肌肉中。
糖原的合成过程主要发生在肝脏和肌肉细胞中，而这一过程与葡萄糖的糖原合成通常通过以下步骤进行：
1. 糖原核心的形成：糖原的合成始于葡萄糖分子的聚合。
在这个过程中，葡萄糖分子通过磷酸化（添加磷酸基团）形成葡萄糖-1-磷酸，然后多个葡萄糖-1-磷酸分子聚合形成长链的聚合物，即糖原核心。
2. 分支点的引入：糖原分子通常以α-1,4-糖苷键相互连接，但在分子链中，α-1,6-糖苷键也会被引入，形成分支点。
这样的分支结构增加了糖原分子的可储存性和可释放性。
整个糖原合成的过程是一个复杂的生物化学过程，涉及多个酶催化的步骤。
一些关键的酶和反应包括：
-糖原合成酶（glycogen synthase）：该酶催化葡萄糖聚合形成聚合物链。
-糖原分支酶（glycogen branching enzyme）：该酶负责在糖原链上引入α-1,6-糖苷键，形成分支结构。
总体而言，糖原合成的过程是高度调控的，受到多种激素的调节，尤其是胰岛素。
当血糖水平升高时，胰岛素会促进肝脏和肌肉细胞内糖原的合成，以储存多余的葡萄糖。
而在需要能量时，例如运动或空腹状态，葡萄糖通过糖原分解的途径被释放出来，以满足机体对能量的需求。
糖原分解名词解释生物化学
糖原分解名词解释生物化学
糖原分解是一种生物化学过程，它是指在生物体内将储存的糖原分解成葡萄糖分子的过程。
糖原是一种多聚糖，主要储存在肝脏和肌肉中，作为能量的储存形式，在需要时可以被分解为葡萄糖，以供身体维持正常的生理功能。
糖原分解过程主要通过酶的作用来实现。
首先，糖原酶在糖原颗粒上作用，将其分解成小分子的糖基单元，称为葡萄糖单元。
随后，糖基单元被糖原磷酸化酶作用，进一步分解为葡萄糖-1-磷酸，然后通过糖酵解途径被转化为葡萄糖-6-磷酸。
最后，葡萄糖-6-磷酸经过糖酵解或糖异生途径，进一步转化为能供身体使用的能量。
糖原分解是维持血糖稳定的重要途径。
当身体需要能量时，比如在长时间不进食或进行剧烈运动时，胰岛素分泌减少，胰高血糖素和肾上腺素分泌增加，促进糖原分解。
分解后的葡萄糖可以进入血液循环，被组织和器官吸收利用，以满足身体的能量需求。
在某些疾病或病理状态下，糖原分解可能异常增加或减少。
例如，在糖原储存病中，由于某些酶的缺失或功能异常，糖原无法正常分解，导致糖原在肝脏和肌肉中过度积累，引发症状如肝肿大、肌肉无力等。
另一方面，在糖原合成酶缺乏的病例中，糖原分解能力减弱，导致低
血糖等症状。
综上所述，糖原分解是一种生物化学过程，通过酶的作用将储存在肝脏和肌肉中的糖原分解为葡萄糖，以供身体维持正常的生理功能。
这一过程对于维持血糖稳定和能量供应至关重要。
糖代谢的原理和过程
糖代谢的原理和过程
糖代谢是指机体对糖类物质进行利用和转化的过程。
糖类物质主要包括葡萄糖、果糖、半乳糖等。
糖的代谢过程分为两个主要阶段：糖的降解（糖原分解和糖酵解）和糖的合成（糖原合成和糖异生）。
1. 糖原分解：糖原是多个葡萄糖分子连接而成的多糖，主要储存在肝脏和肌肉中。
当机体需要能量时，糖原会被分解成葡萄糖，供给机体细胞使用。
这个过程主要发生在肝脏和肌肉中，通过糖原磷酸化酶的作用，将糖原分子逐渐降解成葡萄糖-1-磷酸，然后转化为葡萄糖，进入细胞内进行能量供应。
2. 糖酵解：糖酵解是指糖分子在细胞质内通过一系列的反应逐步分解成乳酸或乙醇，同时产生少量的能量(ATP)。
这个过程主要发生在细胞质内，通过糖酵解途径，将葡萄糖分子转化为乳酸或乙醇，并释放出能量。
3. 糖原合成：当机体摄入过多的葡萄糖或其他糖类物质时，多余的葡萄糖通过一系列的反应被转化为糖原并储存在肝脏和肌肉中。
这个过程主要发生在肝脏和肌肉细胞内，通过多糖合成酶的作用，将葡萄糖合成成糖原。
4. 糖异生：糖异生是指机体通过一系列的化学反应将非糖类物质（如氨基酸、乳酸、甘油等）转化为葡萄糖或其他糖类物质的合成过程。
这个过程主要发生在肝脏细胞中，通过糖异生途径，将非糖类物质转化为葡萄糖或其他糖类物质，提供能量或
储存为糖原。
总的来说，糖的代谢是一个复杂的生物化学过程，涉及多个酶和代谢途径的参与。
它在维持机体能量平衡、供给细胞能量和合成其他重要物质等方面发挥着重要的作用。
糖原的合成与分解
1.6-磷酸葡萄糖的生成 葡萄糖进入细胞后，在ATP和Mg2+存在时，由己糖激酶（肌细胞等）或葡萄糖激酶（肝细 胞）催化生成6-磷酸葡萄糖。此反应不可逆。
2.1-磷酸葡萄糖的生成 在磷酸葡萄糖变位酶的催化下，6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖。
3.尿苷二磷酸葡萄糖的生成 1-磷酸葡萄糖与尿苷三磷酸（UTP）在尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）焦磷酸化酶的催化下生 成UDPG，同时释放出焦磷酸（PPi）。
生物化学
糖原的合成与分解
糖原的合成与分解不是简单 的可逆过程，而是由不同的酶体系 催化的不同反应过程。
1.1糖原的合成
由单糖（主要是葡萄糖）合成糖原的过程称为糖原合成，如图1-6所示。
图1-6糖原合成与分解的过程
糖原合成是耗能过程，由ATP和UTP供能，每增加1个葡萄糖单位需消耗相当于2分子ATP的 能量。糖原合成的关键酶是糖原合成酶，合成过程需要引物。
图1-9糖原合成酶与糖原磷酸化酶的共价修饰调节
糖原合成酶还可通过变构效应调节糖原的合成与分解，6-磷酸葡萄糖为 其变构激活剂。
生物化学
图1-7糖原分支链形成
1.2糖原的分解
糖原分解是指糖原分解生成葡萄糖的过程，如图1-8所示。糖原分解的关键酶包括磷酸化酶、 脱支酶、葡萄糖-6-磷酸酶，其中磷酸化酶是限速酶。
图1-8糖原分支链分解
1.1-磷酸葡萄糖的生成 磷酸化酶识别了糖原的非还原性末端后，将葡萄糖残基之间的α-1，4-糖苷键磷酸化 分解生成1-磷酸葡萄糖。由于磷酸化酶不能催化α-1，6-糖苷键断裂，所以磷酸化分解反 应到距离分支点约4个葡萄糖残基时即停止。 2.6-磷酸葡萄糖的生成 1-磷酸葡萄糖在变位酶催化下转变成6-磷酸葡萄糖。 3.葡萄糖的生成 6-磷酸葡萄糖在葡萄糖-6-磷酸酶的催化下水解生成葡萄糖。葡萄糖-6-磷酸酶主要存 在于肝，少量存在于肾，而肌肉及脑等组织中不含该酶，故只有肝、肾中的糖原可以分 解为葡萄糖补充血糖，且肝脏是补充血糖的主要器官。
动物生物化学 第六章 糖的代谢
2. 糖原的 合成
（UDP-葡萄 糖焦磷酸化 酶、糖原合 成酶、糖原 分支酶）
糖原合成酶催化的反应
糖原的合成与分解总反应示意图
3. 糖原代谢的调节
• 葡萄糖分解代谢总反应式 • C6H6O6 + 6 H2O + 10 NAD+ + 2 FAD + 4 ADP +
4Pi 6 CO2 + 10 NADH + 10 H+ + 2 FADH2 + 4 ATP • 按照一个NADH能够产生3个ATP，1个FADH2能够产 生2个ATP计算，1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产 生38个ATP： • 4 ATP +（10 3）ATP + （2 2）ATP = 38 ATP
Байду номын сангаас
CH2OH CO
HO C H
CHO
H C OH + H C OH
H C OH H C OH
CH2O P
转醛酶
CH2O P
7-磷酸景天庚酮糖 3-磷酸甘油醛
CHO
H C OH +
H C OH CH2O P
4-磷酸赤藓糖
CH2OH CO HO C H HO C H H C OH CH2O P
6-磷酸果糖
H
O
H
OH H HO
H OH
H2O
H C OH
HO C H
O 内酯酶
H C OH
H C OH
G-6-P
6-磷酸葡萄 糖酸内酯
CH2O P 6-磷酸葡萄糖酸
COOH H C OH
NADP+
+ NADPH + H
26糖原的分解与合成
糖尿病(Diabetes mellitus)
Insulin缺乏或其受体异常，不能对抗 由肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质 激素等引起的血糖升高作用，产生高血 糖和糖尿。病人的代谢发生障碍，机体 供能不足，表现出典型的多饮、多食、 多尿及体重减少的“三多一少”症状。 严重时还伴随酮血症及酸中毒。
三、糖原的分解
糖原分解需要三种酶参与，即糖原磷酸化酶 （glycogen phosphorylase)，糖原脱支酶(glycogen debranching enzyme)和磷酸葡萄糖变位酶 (phosphoglucomutase)。分步反应：
（1）从糖链的非还原端开始
磷酸化酶
糖原(Gn)+ H3PO4
分步反应：
（1） G
G-1-P
HO CH2
H
H
OH OH
H
ATP ADP P O CH2
O H
H
H
H OH
Mg+
OH OH
OH 葡萄糖激酶
H
HO CH2
O H
H OH
HH
OH OH
OH 磷酸葡萄 H
O H
H OP
OH
G
G-6-P 糖转位酶 G-1-P
（2）尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）的合成
UDPG焦磷 酸化酶
+
G
② G-1-P
磷酸葡萄糖 转位酶
G-6-P
葡萄糖-6-磷酸
酶（肝、肾）
③ G-6-P
G + H3PO4
葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、肾中，而不存在于肌肉 中，所以只有肝和肾可补充血糖，而肌糖原不能分解为葡 萄糖，不能补充血糖，只能进行糖酵解或有氧氧化。
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1
第二十三章 糖原的分解和生物合成
一、是非判断题
1、α-淀粉酶和-β淀粉酶的区别在于α-淀粉酶水解-1，4糖苷键，β-淀粉酶水解β-1，4糖苷
键。（ ）
2、麦芽糖是由葡萄糖与果糖构成的双糖。（ ）
3、在糖类物质代谢中最重要的糖核苷酸是CDPG。（ ）
4、淀粉，糖原，纤维素的生物合成均需要“引物”存在。（ ）
5、在高等植物中淀粉磷酸化酶既可催化α-1，4糖苷键的形成，又可催化α-1，4糖苷键的
分解。（ ）
6、在植物体内，蔗糖的合成主要是通过蔗糖磷酸化酶催化的。（ ）
答案
1、错。 2、错。 3、错。 4、对。 5、对。 6、错。
二、填空题
1．α淀粉酶和 β–淀粉酶只能水解淀粉的_________键，所以不能够使支链淀粉完全水解。
2、 ________是碳水化合物在植物体内运输的主要方式。
3、植物体内蔗糖合成酶催化的蔗糖生物合成中葡萄糖的供体是__________ ，葡萄糖基的受
体是___________ ；
4、淀粉的磷酸解过程通过_______酶降解 α–1，4糖苷键，靠 ________和________ 酶降
解α–1，6糖苷键。
5、合成糖原的前体分子是_________，糖原分解的产物是______________。
6、物中淀粉彻底水解为葡萄糖需要多种酶协同作用，它们是__________，___________，
_____________，____________。
7、将淀粉磷酸解为G-1-P，需_________，__________，__________三种酶协同作用。
8、糖类除了作为能源之外，它还与生物大分子间___________有关，也是合成__________，
___________，_____________等的碳骨架的共体。
答案
1、α-1，4糖苷键
2、蔗糖
3、UDPG；果糖
4、淀粉磷酸化酶；转移酶；α-1，6糖苷酶
5、UDP-葡萄糖；G-1-P
6、α-淀粉酶；β–淀粉酶；R酶；麦芽糖酶
7、淀粉磷酸化酶；转移酶；脱支酶
8、识别；蛋白质；核酸；脂肪
三、选择题
1、植物合成蔗糖的主要酶是：
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2
A．蔗糖合酶 B．蔗糖磷酸化酶
C．蔗糖磷酸合酶 D．转化酶
2、催化直链淀粉转化为支链淀粉的酶是：
A．R-酶 B．D-酶
C．Q-酶 D．α-1，6-糖苷酶 E．淀粉磷酸化酶
3、淀粉酶的特征是：
A．耐70℃左右的高温 B．不耐70℃左右的高温
C．属巯基酶 D．在pH3时稳定
4、由葡萄糖合成糖原时，每增加一个葡萄糖单位消耗高能磷酸键数为：
（A）1 （B）2 （C）3 （D）4 （E）5
答案
1、C。 2、C。 3、A。 4、B。