Glykogenmetabolisme og pentosefosfatveien

• Glykogen


  En svært stor, forgrenet polymer av glukoseenheter
• Glykogenstruktur


  1. Glukoseenhetene er hovedsakelig bundet av a-1,4-glykosidbindinger

  2. Grener dannes av a-1,6-glykosidbindinger omtrent hver 12. enhet
• Glykogen


  • Ikke så redusert som fettsyrer og er derfor ikke like energirikt
  • Den lettmobiliserte glukosen fra glykogen er en god energikilde for plutselig, anstrengende aktivitet
• Glykogen er tilstede i bakterier, arkiver og eukaryoter, og er lagret i form av granuler i cytoplasma
• De to største lagringsstedene for glykogen i mennesker er leveren og skjelettmuskelen
• Glykogennedbrytning


  Krever flere enzymer, inkludert glykogenfosforylase, en grensebeskyttende enzym og en debranching enzym
• Glykogenfosforylase


  Katalyserer frigjøring av glukose 1-fosfat fra glykogen
• Debranching enzym


  Katalyserer hydrolyse av a-1,6-glykosidbindinger for å frigjøre glukose
• Glukose 1-fosfat


  Dannet fra glykogenomsetning blir konvertert til glukose 6-fosfat av fosfoglucomutas
• Glukose 6-fosfatase


  I leveren tillater frigjøring av glukose fra glukose 6-fosfat, noe som muliggjør glukoseutslipp fra leveren til blodet
• Fosforylase


  Regulert av flere allosteriske effektorer som signaliserer cellens energitilstand, samt av reversibel fosforylering som er responsivt til hormoner som adrenalin, glukagon og insulin
• Levefosforylase


  Produserer glukose for bruk av andre vev
• Muskelfosforylase


  Regulert av den intracellulære energiladningen
• Muskelfosforylase b aktiveres av

  Høye konsentrasjoner av AMP
• Leverfosforylase a er


  Fullt aktiv uavhengig av mengden AMP, ATP og glukose 6-fosfat til stede
• Glukose 6-fosfat binder seg


  På samme sted som ATP og stabiliserer den mindre aktive tilstanden til muskelfosforylase b
• I hvilende muskel er nesten all enzymet i den inaktive b-formen
• Levefosforylase er upåvirket av regulering av AMP, fordi leveren ikke gjennomgår de dramatiske endringene i energiladningen sett i en kontraherende muskel
• Adrenalin og glukagon


  Signaliserer behovet for nedbryting av glykogen
• 1. proteiner


  Overfører signalet for igangsetting av nedbryting av glykogen
• Hormonene


  Initierer en syklisk AMP (cAMP) signalkaskade
• Signalmolekylene adrenalin og glukagon


  Binder seg til spesifikke syv-transmembran (7TM) reseptorer i målcellenes plasmamembraner
• Epinefrin


  Binder seg til β-adrenergisk reseptor i muskel
• Glukagon


  Binder seg til glukagonreseptoren i leveren
• Bindingene


  Aktiverer Gαs-proteinet
• Den GTP-bundne subenheten av Gαs


  Aktiverer adenylatcyklase, som katalyserer dannelse av det andre budbringeren cAMP fra ATP
• Den økte cytoplasmiske konsentrasjonen av cAMP

  Aktiverer protein kinase A
• Protein kinase A


  Fosforylerer fosforylasekinase, som deretter aktiverer glykogenfosforylase
• cAMP-kaskaden forsterker sterkt hormonenes effekter
• Signaltransduksjonsprosessene i leveren er mer komplekse enn de i muskelen
• Nedbrytningen av glykogen må raskt slås av når det er nødvendig
• Når glukosebehovene er tilfredsstilt


  Defosforyleres og inaktiveres fosforylasekinase og glykogenfosforylase
• Signalkaskaden som fører til aktivering av glykogenfosforylase, stenges automatisk når det utløsende hormonet ikke lenger er til stede
• Aktivert forløper


  Nødvendig for biosyntetiske veier i biokjemi
• Glykogensyntese


  1. Bruker uridin difosfat glukose (UDP-glukose) som aktiverende glukosedonor

  2. Ikke glukose 1-fosfat som er produktet av glykogenfosforylase
• UDP-glukose er også møtt i betraktningen av galaktosemetabolismen
• Syntese av UDP-glukose


  Kraftig reversibel hydrolyse av pyrofosfat driver syntesen
• Glykogensyntese


  1. Glykogensyntase katalyserer overføringen av glukose fra UDP-glukose til en voksende kjede

  2. Et forgrensningsenzym danner alfa-1,6-bindinger
• Glykogensyntase


  Det viktigste regulatoriske enzymet i syntesen av glykogen
• Glykogen er en effektiv lagringsform for glukose