Portál:Otázky z biochemie (1. LF UK, VL)/54. Otázka

54. Otázka
Syntéza a degradace glykogenu, význam, regulace, poruchy.
Otázky z biochemie (1. LF UK, VL)
⏪️   ⏩️


Glykogeneze

Syntéza glykogenu iniciuje z glukózy-1-fosfát, která se spojí katalýzou enzymu UDP-glukózadifosforyláza s uridintrifosfátem (UTP) za vzniku uridindifosfátglukózy UDP~G. Je to energeticky bohatší forma, která je schopna se napojit na neredukující konec glykogenové jednotky.

Glykogensynthasa tak postupně prodlužuje řetězec za pomoci větvícího enzymu (amylo(1,4→1,6)transglykosylasa).

Regulace

Allosterická regulace:

  • fosforyláza b je aktivována fosforylací příslušnou kinázou na fosforylázu a, opačně je fosfatasou inaktivována,
  • inhibitory reakce jsou ATP, Glc-6-P, volná glukóza,
  • aktivátorem reakce je AMP,
  • glykogensyntasa je nastavena opačně jak fosforyláza b – kinázami je její funkce potlačena, fosfatasami je aktivována.

Hormonální regulace:

  • glukagon, adrenalin – váží se na povrchové receptory buněk, cAMP v roli druhého posla aktivuje příslušnou kinázu,
  • inzulín aktivuje enzymy k degradaci cAMP, tím potlačí degradaci.

Glykogenolýza

Glykogen se neštěpí klasicky hydrolýzou, nýbrž fosforolyticky. Produktem takového štěpení je glukóza-1-fosfát. Reakce je in vivo nevratná:

  • glykogen + H3PO4 → glukóza-1-fosfát + glykogen (−1 monomer)
  • tuto reakci katalyzuje fosforyláza a (glykogenfosforyláza) za kooperaci pyridoxalfosfátu
  • enzym se vyskytuje ve dvou formách – aktivní fosforyláza a, neaktivní fosforyláza b

Degradace má svůj začátek na neredukujícím konci glukózy s hydroxidovou skupinou na čtvrtém uhlíku. Odtud pokračuje, dokud se reakce nezastaví cca 4 monomery před větvením. Dál nemůže fosforolytický enzym pokračovat, nastupuje tedy linearizační enzym transferasa (α-1,4-transglykosylasa), která přenese 3 monomery na neredukující konec sousedního řetězce. Zbude tak jediná glukózová jednotka na originálním řetězci, která podlehne hydrolýze stejného enzymu. Transferasa má tak dvojí aktivitu.

Asi 10 % glykogenu přetrvává po degradaci a slouží jako primer k syntéze nového glykogenu.

Produkt glukóza-1-fosfát je za pomoci fosfoglukomutasy převeden na glukózu-6-fosfát a následně může být pozměněn na volnou glukózu (zajišťuje glukóza-6-fosfatasa).