这一期，我们讨论糖原的代谢。

糖原(glycogen)是人体内糖类的储存形式，是由大量单糖分子聚合形成的多聚大分子。当体内葡萄糖过剩时要通过合成糖原来储存，当葡萄糖缺乏时要通过分解糖原来补充。糖原存在的意义，就是作为这样一个葡萄糖的体内储备池。

一、糖原的合成

为了实现很多个单糖分子的聚合，首先要解决问题就是如何连接两个单糖分子。事实上，两个单糖分子通过所谓糖苷键(O-glycosidic bond)来连接在一起，即一个单糖分子的羟基进攻另一个单糖分子的羰基（环状糖分子中为异头碳），通过亲核加成实现两个分子的缩合(condensation)。在糖原链中，一端剩下游离的羰基碳，称为还原端，一端剩下游离的羟基碳，称为非还原端。葡萄糖分子只有1个羰基碳，即1号位的碳，而能够参与反应的羟基则有4号碳上的羟基和6号碳上的羟基两种，因此糖苷键有1,4-糖苷键和1,6-糖苷键之分。再考虑到羟基有α, β两种构型，因此完整的描述还应包括羰基碳和羟基碳的构型。

下面就开始我们今天的故事。

通过前面对糖酵解和糖异生的讨论我们可以感觉到，在生物化学的反应里，反应途径的起始物质——葡萄糖、丙酮酸、脂肪酸、氨基酸等等在细胞环境中其化学性质是较为稳定的，不容易直接发生反应，它们通常需要先经过某种操作变为其“活化形式”，才能进入相应途径开始反应。就像一把锁，用钥匙可以方便地开启和关闭。这有利于机体维持有序的反应体系——倘若生化反应都是一发不可收拾，那将很难对其进行行之有效的调控。葡萄糖的磷酸化，脂肪酸的羧化，都是类似的“激活(activating)”操作。合成糖原也是一样，两个普通的葡萄糖是不容易自主缩合的，需要形成一个“活性葡萄糖供体”，我们选择了UDP-葡萄糖。

选择糖核苷酸作“活化形式”的好处有：

以上，便是葡萄糖核苷酸做葡萄糖活化供体的优点。

由葡萄糖开始的反应需要先将葡萄糖变成葡萄糖-6-磷酸：

Glucose+ATP\rightarrow glucose-6-phosphate+ADP

当然如果是从糖异生途径来的葡萄糖则可直接从葡萄糖-6-磷酸进入糖原合成途径

《糖酵解和糖异生的调节》一文中已经简单归纳了葡萄糖-6-磷酸的各种去路，此处需要进入糖原合成途径的葡萄糖-6-磷酸则在磷酸葡萄糖变位酶(phosphoglucose mutase)的催化下变为葡萄糖-1-磷酸，进入糖原合成途径：

Glucose-6-phosphate\Leftrightarrow glucose-1-phosphate

之后便可与UTP缩合，生成UDP-葡萄糖：

Glucose-1-phosphate+UTP\rightarrow UDP-Glucose+PPi

PPi+H_{2}O\rightarrow 2Pi

催化缩合的酶是UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UDP-glucose pyrophosphorylase)。注意到该酶的命名是从UDP-葡萄糖与焦磷酸反应的方向（即上述反应的逆方向）命名的，因为这一步反应的自由能变化很小，是可逆反应，但由于其与随后焦磷酸的水解偶联，大量释放自由能，因而整个反应不可逆。

接下来UDP-葡萄