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糖原的分解代谢

时间:2023-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:糖原磷酸化酶只能作用于α-1,4-糖苷键,而对α-1,6-糖苷键不起作用,当α-1,4-糖苷键裂解至距分支点约4个葡萄糖基时,由于空间位阻,糖原磷酸化酶不能再发挥作用。除去分支后,糖原磷酸化酶即可继续发挥作用。因此,在糖原磷酸化酶和脱支酶的交替作用下,分支不断减少,糖原分子不断减小。在骨骼肌,肌糖原不能分解成葡萄糖,6-磷酸葡萄糖进入糖酵解途径,为骨骼肌收缩供能。图3-12是糖原合成与分解的概况。

(一)概念

糖原分解(glycogenolysis)是指糖原分解为葡萄糖的过程。反应在细胞液进行。

(二)过程

1.1-磷酸葡萄糖的生成 糖原分解的第1步是从糖链的非还原端开始,由糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase)催化,逐个将糖原上的葡萄糖单位水解下来,生成1-磷酸葡萄糖,此反应不可逆。

糖原磷酸化酶只能作用于α-1,4-糖苷键,而对α-1,6-糖苷键不起作用,当α-1,4-糖苷键裂解至距分支点约4个葡萄糖基时,由于空间位阻,糖原磷酸化酶不能再发挥作用。此时由脱支酶(debranching enzyme)将3个葡萄糖基以α-1,4-糖苷键转移到邻近糖链的末端,仍以α-1,4-糖苷键连接。剩下的1个以α-1,6-糖苷键连接的葡萄糖基,由脱支酶直接水解成游离葡萄糖。故脱支酶有两种酶活性:葡聚糖转移酶和α-1,6-葡萄糖苷酶。除去分支后,糖原磷酸化酶即可继续发挥作用。因此,在糖原磷酸化酶和脱支酶的交替作用下,分支不断减少,糖原分子不断减小。糖原磷酸化酶是糖原分解的限速酶。糖原分解成1-磷酸葡萄糖的反应是磷酸解,细胞内无机磷酸盐的浓度约为1-磷酸葡萄糖的100倍,反应只能向糖原分解方向进行(图3-11)。

图3-11 糖原分解及脱支示意图

2.1-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖 在磷酸葡萄糖变位酶的催化下,1-磷酸葡萄糖变构生成6-磷酸葡萄糖。

3.6-磷酸葡萄糖水解成葡萄糖 肝糖原与肌糖原分解的起始阶段一样,到生成6-磷酸葡萄糖之后经历不同的途径。葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase)只存在于肝、肾中,肌肉中无此酶。6-磷酸葡萄糖在肝中可脱磷酸成葡萄糖释放入血,因此饥饿时肝糖原能够补充血糖,维持血糖稳定。在骨骼肌,肌糖原不能分解成葡萄糖,6-磷酸葡萄糖进入糖酵解途径,为骨骼肌收缩供能。图3-12是糖原合成与分解的概况。

图3-12 糖原合成与分解概况

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