Синтез и распад гликогена

Наиболее важным углеводом организма человека является глюкоза. Она поступает с пищей, в глюкозу превращаются углеводы в печени, из глюкозы могут образоваться все остальные углеводы в организме. Она является универсальным топливом. Глюкоза превращается в гликоген в печени, и гликоген служит источником глюкозы в организме.

Биосинтез гликогена – гликогенез происходит в процессе пищеварения (в течении 1-2 часов после приема углеводной пищи). Особенно активно гликогенез происходит в печени и мышцах:

1– 2. Фосфорилирование глк

Катализирует реакцию фермент гексокиназа. В печени также есть фермент глюкокиназа класс Трансферазы.

Клеточная мембрана проницаема для глк, но не проницаема для фосфорилирования, глк как бы запирается в клетке.

3. Через фосфодиэфирную связь глюкоза соединяется с УДФ. УДФ–глк. является активированной формой глк, непосредственно включающейся в реакцию полимеризации. УДФ – глюкоза переносит глюкозный остаток на затравочное количество гликогена, уже имеющегося в мышцах или печени.

Глюкозо-1-фосфат + УТФ < = > УДФ-глюкоза + Н4Р2О7 (пирофосфат)

4.

5. УДФ + Н3РО4 нуклеозиддифосфаткиназаУТФ

Ост. АТФ

При этом АТФ → АДФ

Т.о. строятся линейные отрезки гликогена, т.е. образуется 1→4 гликозидные сязи.

Образование разветвлений в молекуле гликогена происходит под действием специфического гликогенветвящего фермента амило(α1,4→α1,6)трансгликозилазы, который переносит короткие фрагменты (по 2-3 глюкозных остатка) с одного участка гликогена на другой и образует 1,6-гликозидные связи (точка ветвления). Путем чередования действия этих двух ферментов наращивается молекула гликогена.

Е гликогенсинтетаза находится в организме в двух формах: фосфорилированная или неактивная форма, которая называется гликогенсинтетаза Д; нефосфорилированная или активная гликогенсинтетаза I.

Переход этих форм друг в друга происходит с помощью двух ферментов:

Киназы гликогенсинтетазы

Фосфотазы гликогенсинтетазы АДФ

АТФ киназа

Нефосфорил-я, активнаяфосфорилир.неактивная

гликогенсинтетаза I фосфотаза гликогенсинтетаза Д

Среднее содержание гликогена в печени колеблется в пределах 5-7%

а) при нормальном смешанном питании глк превращается в

- гликоген 3%

- жиры 30%

- окисляется до СО2, Н2О – 70%

б) при обильном углеводном питании глк превращается в

- гликоген 10%

- жиры 40%

- окисляется до СО2, Н2О – 50%

в) при голодании в течении суток почти весь гликоген без остатка утилизируется и его не удается обнаружить в печени обычными биохимическими реакциями.

Содержание гликогена в печени зависит от его синтеза (гликогенеза) или распада (гликогенолиза).

Распад гликогена (гликогенолиз)

происходит двумя путями

гликоген

_______________________________

Фосфоролиз (+Фн) гидролиз (+Н2О)

Глюкоза-1-фосфат глюкоза

Глюкоза-6-фосфат

Лактат

(гликолиз)

Гидролиз гликогена (крахмала) происходит в ЖКТ под действием специфических амилаз.

Энергетически более выгодным является второй путь расщепления гликогена – фосфоролиз. Фосфоролитический распад играет ключевую роль в мобилизации полисахаридов.

гликогенфосфорилаза

(C6H10O5)n+ H3PO4 (C6H10O5)n–1+ Глюкозо-1-фосфат,

где (С6Н10О5)n означает полисахаридную цепь гликогена, а (С6Н10О5)n,– ту же цепь, но укороченную на один глюкозный остаток.

В этой реакции от нередуцирующего конца отщепляется один остаток глюкозы и соединяется в фосфорной кислотой, процесс повторяется многократно, пока весь полимер не будет расщеплен до точки ветвления. Образуется остаточный декстрин. Другой фермент изоамилаза, разрывает 1→6 гликозидные сязи, далее для действия фосфорилазы отрывается новый участок полисахаридной цепи. Фосфоролиз энергетически более выгоден, т.к. в результате образуется глюкоза уже в активированном состоянии – глюкоза-1-фосфат, которая легко вступает в различные реакции

Гликоген

Фн 1

Глюкоза-1-фоосфат

Глюкоза-6-фосфат

Анаэробный гликолиз Синтез глюкозы

(лактат)