skrót z polisacharydów.doc

(67 KB) Pobierz

Metabolizm glikogenu

 

Przemiany metaboliczne:

 

1. Duże cząsteczki pożywienia są rozbijane na mniejsze, nie powstaje użyteczna energia

2. Związki są rozkładane do prostych jednostek odgrywających rolę w metaboliźmie – acetylo-CoA

 

3. Cykl kwasu cytrynowego i fosforylacja oksydatywna dają 90% ATP wytwarzanego przez utlenianie składników pożywienia.

 

Szlaki metaboliczne dzielimy na:

1. Anaboliczne – synteza związków budujących strukturę ciała i wchodzących w inne szlaki metaboliczne – glukoneogeneza.

2. Kataboliczne – procesy oksydacyjne, które uwalniają energię w postaci bogatoenergetycznego fosforanu i równoważników redukujących – glikoliza.

3. Amfiboliczne – na skrzyżowaniu dróg metabolicznych, łączniki pomiędzy szlakami kata- i anabolicznymi – cykl kwasy cytrynowego.

 

 

Przemiany glukozy

 

 

Glukoza – źródło energii

Mózg potrzebuje 5 mg glukozy na 100g tkanki na 1 min.

 

Magazynuje 2 g glukozy w postaci glikogenu

 

W razie niedoboru glukozy ten zapas wystarcza na 90 min. pracy mózgu

 

 

Polisacharydy

 

Sposób magazynowania energii – glukozy, w postaci: skrobi i glikogenu. Oba są to:

 

•Homopolimery glukozy

•Reszty glukozowe połączone wiązaniami a(1-4)

•Rozróżnienie w reakcji z jodem: skrobia daje pozytywną reakcję

 

 

Reakcja z jodem – rozróżnienie skrobi i glikogenu

 

–I2 wchodząc w strukturę helikalną skrobi tworzy z nią niebieskawo-fioletowy kompleks

 

–Gdy I2 zmieszany jest z roztworem glikogenu, brunatno-czerwony kolor jodu się nie zmienia

 

 

 

Glikogen

 

 

-          aż do 120 000 reszt glukozy

-          wiązanie glikozydowe a(1-4) (głównie)

 

 

-          wiązanie glikozydowe a(1-6), w miejscach rozgałęzień (co 10-11 reszt)

-          struktura otwartej helisy

-          koniec redukujący zawiera wolny węgiel C1

-          magazyn przechowywania nadmiaru glukozy (gdy stężenie glukozy we krwi ↑)

-           

-          źródło szybkiego uwalniania glukozy

 

-          kompletna cząsteczka ma 12 warstw (na rysunku przedstawiono tylko 5 warstw).

-          każdy łańcuch B ma dwa miejsca rozgałęzienia,

 

-          wszystkie łańcuchy mają tę samą długość,

-          w centrum struktury znajduje się cząsteczka GLIKOGENINY

 

-          rozgałęzienia dostarczają wolnych końców, na których zachodzi jednoczesne odszczepianie reszt glukozowych

 

 

MAGAZYNOWANIE

Mięśnie (1%)>wątoba(10%)>nerki i jelita

Mięśnie (1%) > wątroba (10%) > nerki> jelita

Ziarna glikogenu

-          średnica: 10 – 40 nm

-          zawierają białka regulatorowe oraz enzymy katalizujące syntezę i degradację glikogenu

 

Glikogen wątroby jest głównym źródłem glukozy występującej we krwi, a w mięśniach jest źródłem energii głównie dla tej tkanki.

 

 

 

Synteza glikogenu (glikogenogeneza)

1. Konwersja do glukozo-6-fosforanu

Substratem wyjściowym do produkcji glikogenu jest glukozo-6-fosforan, który powstaje z glukozy w mięśniach i wątrobie przy udziale odpowiednio heksokinazy i glukokinazy. Obecna w komórkach fosfoglukomutaza przeprowadza go w glukozo-1-fosforan, poprzez pośredni 1,6-bisfosforan.

 

             

 

Fosfoglukomutaza

 

-          katalizuje reakcję odwracalną

-          grupa OH seryny w miejscu aktywnym pełni rolę donora i akceptora Pi.

-          bisfosforan nie jest uwalniany.

                                          pirofosforylaza

2. Kolejnym etapem jest aktywacja glukozo-1-fosforanu zachodząca w jego rekcji z urydynotrifosforanem – UTP, w efekcie, czego powstaje urydynodifosfoglukoza – UPDGlc. Reakcję tę katalizuje pirofosforylaza UDPGlc.

Zachodzące w tej przemianie rozerwanie PPi jest jedynym energetycznym kosztem syntezy

(1 ~P wiązanie na resztę glukozy).

 

 

Glikogenina – białko o aktywności enzymu

•„primer” w syntezie glikogenu.

•Masa cząsteczki 37 kDa.

•Dimer – cząsteczki  glikozylują się wzajemnie. Do reszty Tyr dodawana jest pierwsza reszta glukozy.

•W mięśniowym glikogenie związana na stałe z centrum jego cząsteczki a w wątrobie może być uwalniana.

3. Przyłączanie pierwszej reszty glukozy do glikogeniny.

 

Pomiędzy anomerycznym węglem C1 reszty glukozy a tlenem grupy -OH tyrozyny w glikogeninie tworzy się wiązanie glikozydowe.

4. Glukozylacja.

Wolna pozostaje gr. –OH węgla C4 w reszcie glukozy, do której są przyłączane kolejne reszty glukozy. Zachodzi wówczas proces zwany glukozylacjąglikogenina katalizuje dodawanie kolejnych reszt glukozy do momentu powstania, połączonego wiązaniami a(1-4) z cząsteczką glikogeniny, krótkiego liniowego polimeru glukozy.



glikogen(n reszt) + UDP-glukoza                                           glikogen(n +1 reszt) + UDP

5. Synteza liniowej cząsteczki glikogenu.

 

syntaza glikogenowa – najważniejszy enzym prowadzący dalsza syntezę łańcucha glikogenu.

6.Synteza rozgałęzień

Rozgałęzienia powstają, co 11 reszt z udziałem

enzymu rozgałęziającego (amylo-[1-4]-[1-6]-transglukozydaza)

 

 

 

Rozkład glikogenu (glikogenoliza)

Glikogenoliza nie jest odwróceniem glikogenogenezy

Powoduje uwolnienie glukozo-1-fosforanu, który ulega konwersji do glukozo-6-fosforanu (G6P)

G6P może być:

             

•rozłożony w procesie glikolizy,

             

•ulec konwersji do glukozy w procesie glukoneogenezy

•utlenić się w szlaku  pentozofosforanowym.

Najważniejszym enzymem jest

fosforylaza glikogenu

katalizująca fosforolityczne rozszczepienie wiązań a(1-4) glikozydowych w glikogenie z łańcuchów na powierzchni ziaren glikogenu, uwalniany jest w ten sposób glukozo-1-fosforan

 

Fosforylaza glikogenu jest homodimerem, którego każda z domena posiada:

    ð miejsce katalityczne

    ð miejsce wiążące cząsteczkę glikogenu

    ð miejsce dla fosforanu pirydoksalu

    ð miejsce dla AMP

 

 

Fosforan pirydoksalu (PLP)

 

-          pochodna witaminy B6

 

-          grupa prostetyczna fosforylazy glikogenu

-          wiąże się z miejscem aktywnym enzymu tworząc zasadę Schiffa (reakcja grupy aldehydowej PLP z grupą e-aminową reszty lizyny).

 

Fosforolizę można porównać do hydrolizy

•Fosforoliza – rozszczepienie wiązania wywołane przez ortofosforan

 

 

R-O-R' + HO-PO32-  =  R-OH + R'-O-PO32-c

 

•Hydroliza – rozszczepienie wiązania wywołane przez cząsteczkę wody

R-O-R' + HOH  =  R-OH + R'-OH

 

 

Fosforylaza glikogenowa usuwa reszt glukozy z nieredukujacego końca cząsteczki glikogenu, a ortofosforan pochodzący od grupy prostetycznej, jaka jest fosforan pirydoksalu rozrywa wiązanie pomiędzy węglem C1 końcowej reszty a atomem tlenu wiążącym się z węglem C4 następnej reszty glukozylowej.

Ponieważ wiązania a(1-6) nie są podatne na działanie fosforylazy glikogenowej fosforoliza zatrzymuje się na 4 reszcie glukozy od rozgałęzienia, które posiada właśnie wiązanie a(1-6). Zaczyna wtedy działać inny enzym:

 

Wiązanie pomiędzy węglem C1 a grupą OH-węgla C4 zostaje podstawione przez grupę fosforanową fosforanu pirydoksalu.

 

Enzym usuwający rozgałęzienia

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin