糖的生物合成
(biosynthesis of carbohydrates)植物可以通过光合作用利用大气中的 CO2 合成糖。蔗糖不仅是重要的光合作用产物,而且是糖类在植物体内转运的主要形式。蔗糖在高等植物中的合成主要有下列两种途径:(1)葡-1- 磷在尿苷二磷酸葡糖磷酸化酶的催化下,与尿苷三磷酸(UTP)作用生成尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)。UDPG 在蔗糖合成酶的作用下与果糖合成蔗糖:葡- 1-磷+UTP→UDPG+PPi;UDPG+果糖 蔗糖+UDP。(2)UDPG 在磷酸蔗糖合成酶的
催化下与果 6-磷作用生成-6-磷酸蔗糖,再经磷酸酶的作用脱去磷酸生成蔗糖:UDPG+果-6-磷→UDP+磷酸蔗糖;磷酸蔗糖→蔗糖+H3PO4 。现在证明,植物体内的蔗糖合成,后一种途径可能是主要的。
淀粉和糖原是生物体内糖类的主要储存形式。淀粉的合成是以腺苷二磷酸葡糖(ADPG)或 UDPG 为葡萄糖基供体,在转葡萄糖苷酶的作用下,转移葡萄糖到“引物”(葡萄糖受体)上形成α-1,4 糖苷键,经多次重复而形成直链淀粉结构。引物的分子可以是麦芽糖、麦芽三糖、麦芽四糖,甚至是淀粉。近年来认为,ADPG 是淀粉合成主要的葡萄糖基供体。上述α-1,4 键的直链淀粉结构,在 Q 酶的作用下,催化α-1,4 糖苷键转换为α-1.6 糖苷键, 使直链淀粉转化为支链淀粉(图 1)。
肝脏与肌肉是人体及动物体内糖原合成的重要场所。糖原的合成与淀粉合成的过程相似,但以 UDPG 为葡萄糖基供体,分枝酶催化葡聚糖的α-1,4 糖苷键转化为α-1,6 糖苷键,使直链的葡萄糖多糖链形成支链糖原。其他单糖如果糖、半乳糖均可转变成葡-1-磷,以合成糖原(图 2)。