Биосинтез гликогена и крахмала

Гликоген – это форма запасания углеводов у животных и человека, а крахмал – в клетках растений.

Биосинтез полисахаридов осуществляется путем последовательных реакций трансгликозирования.В реакциях участвует большое число молекул-доноров и молекула акцептора, называемая «затравкой».Донорами биосинтеза служат НДФ-сахара (нуклеозиддифосфатсахара),а затравкой - низкомолекулярный фрагмент синтезируемого полисахарида (п≥4).

Прежде всего глюкоза фосфорилируется при участии фермента гексокиназы:

Глюкозо-6-фосфат превращается в глюкозо-1-фосфат:

Образовавшийся глюкозо-1-фосфат уже непосредственно вовлекается в синтез гликогена:

В биосинтезе крахмала может участвовать АДФ-глюкоза. На второй стадии происходит перенос глюкозного остатка, входящего в состав УДФ-глюкозы на гликозидную цепь гликогена («затравка»). При этом образуется α-(1→4)-связь между первым атомом углерода добавляемого остатка глюкозы и 4-гидроксильной группой остатка глюкозной цепи.

Эта реакция катализируется ферментом гликогенсинтазой (в крахмале-крахмалсинтазой).

Установлено, что гликогенсинтаза (крахмалсинтаза) неспособна катализировать образование α-(1→6) гликозидной связи, имеющейся в точках ветвления. Этот процесс катализирует специальный «ветвящий» фермент-гликозил (1→6)-трансфераза. Этот фермент катализирует перенос концевого олигосахаридного фрагмента, состоящего из 6 или 7 остатков глюкозы, с нередуцирующего конца одной из боковых цепей, насчитывающей не менее 11 остатков, на 6-гидроксильную группу остатка глюкозы той же или другой цепи гликогена (крахмала).

Схематически этот процесс можно представить:

Расщепление крахмала и гликогена

Ведущая роль в расщеплении гликогена в клетках принадлежит фосфорилазам. Фосфорилазы переводят гликоген из запасной формы в метаболически активную. В присутствии фосфорилазы гликоген распадается с образованием фосфорного эфира глюкозы без предварительного расщепления на более крупные обломки:

Глюкозо-1-фосфат может превращаться в глюкозо-6-фосфат и включаться в гликолиз. В растительных тканях крахмал под действием нескольких ферментов класса гидролаз (α,β-амилазы,олиго-1,6-глюкозидаза), а также крахмалфосфорилазы может расщепляться до составляющих его моносахаридов (см. раздел: Ферментативный гидролиз крахмала.).

Список литературы

Биологическая химия

Конспект лекций

для студентов специальностей

49 01 01, 49 01 02, 91 01 01

Углеводы. Обмен углеводов

Составители доцент Макасеева О. Н.

ст. преподаватель Дудинская О. В.

Оформление

графического материала

Редактор Бажанова Т. Л.

Технический редактор Щербакова А. А.

Подписано в печать__________ Формат 60×84 1/16

Печать офсетная. Усл. печ. л. _________ Уч.-изд. л._______

Тираж _200_экз. Заказ ________- Бесплатно

ЛП № 226 от 12.02.2003г.

ЛИ № 604 от 03.06.2003г.

Отпечатано на ризографе УО МГУП

212027, Могилев, пр-т Шмидта, 3