结构生物化学/碳水化合物/糖原概述
一种非常常见的碳水化合物形式是葡萄糖。葡萄糖是一种单糖,作为一种糖,它在生物体中作为能量来源至关重要。作为能量来源,有时会有大量的葡萄糖摄入或使用,这些行为取决于生物体在做什么。因此,如果葡萄糖过量,它存储在哪里以及如何存储?如果身体需要更多葡萄糖,它从哪里获得以及如何获得?
糖原是一种糖,但以多糖形式存在,与葡萄糖相比,它由许多碳水化合物组成。然而,糖原不同,因为它是一种储存形式的能量。糖原通常储存在肌肉或肝脏中。因此,通常情况下,身体内的葡萄糖会以糖原的形式储存。换句话说,糖原是由许多葡萄糖分子构成的分子。当糖原通过称为糖原分解的过程分解时,它会分解形成葡萄糖,然后被人体或其他生物体用作能量。
糖原由葡萄糖链组成。链中的葡萄糖通过糖苷键连接在一起,具体来说是 1 到 4 α-乙缩醛连接。通常,每条链由约 8-10 个葡萄糖分子形成。此外,这些葡萄糖链通过 1 到 6 连接相互连接,称为分支点。此外,糖原由许多这样的葡萄糖链组成,一些糖原分子可以包含多达一些来源所说的 120,000 个葡萄糖单元,而一些来源则说 1,700 到 600,000 个葡萄糖单元。因此,所有这些亚基(8-10 个葡萄糖相互连接,形成一个整体分子,看起来像扩展的树枝。)
糖原与葡萄糖的形成是在糖原合酶的帮助下完成的。通过糖原合成过程,这种酶有助于将葡萄糖分子添加到链中。然而,由于糖原合酶只能添加葡萄糖分子,因此有一种叫做糖原蛋白的蛋白质充当引物,并最初启动形成糖原的反应。
将糖原分解为葡萄糖的过程称为糖原分解。这个过程是在一种叫做糖原磷酸化酶的酶的帮助下完成的。这种酶有助于从非还原端裂解葡萄糖分子。与糖原合酶类似,磷酸化酶无法从一条链或分支的末端去除第 4 个葡萄糖残基。还有一种叫做“脱支酶”的酶可以完全降解糖原分子的这些部分。
通常,肝脏质量的约 10% 可以由糖原分子组成。而在肌肉中,这个百分比约为质量的 1%。因此,肝脏中每单位组织质量的糖原含量更高。然而,身体中肌肉的总质量大于肝脏的总质量,因此糖原的总量将超过肝脏中糖原的总量。
由于葡萄糖是为身体(包括肌肉)创造能量(ATP)的主要成分之一,因此储存在肌肉中的糖原有助于提供必要的能量来保持肌肉运动。有一种叫做葡萄糖-6-磷酸酶的特定酶可以使葡萄糖转移到血液中,但肌肉细胞没有这种酶。因此,储存在肌肉中的糖原是为了肌肉使用,并且当肌肉需要葡萄糖来发挥作用时,它们可以利用最接近的糖原储存。没有葡萄糖和糖原作为能量,人会感到极度疲劳。这通常发生在运动员身上,尤其是马拉松运动员或自行车手等等,通常被称为“撞墙”。
糖原的另一个重要功能是它有助于维持身体的葡萄糖水平。它的一种方式是在人们吃饭的时候。最初,当食物被消化时,一个人体内会有更高的葡萄糖水平,因此会产生糖原,但当胃中没有食物时,血液中的葡萄糖水平会下降,因此糖原会分解以释放和维持葡萄糖水平。
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