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2012年初级药士生物化学辅导:糖原的合成与分解

更新时间:2012-03-27 08:59:03 来源:|0 浏览0收藏0

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  糖原的合成$lesson$

      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:

  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(glycogen initiaor synthase),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(branching enzyme)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。

      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(debranching enzyme)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,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。

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