Вопрос 66 Гликоген, биологическое значение. Биосинтез и мобилизация гликогена. Регуляция синтеза и распада гликогена.
Гликоген – разветвлённый гомополимер глюкозы, в котором остатки глюкозы
соединены в линейных участках α-1,4-гликозидной связью. В точках ветвления мономеры соединены α-1,6- гликозидными связями. Эти связи образуются примерно с каждым десятым остатком глюкозы
Биороль: в клетках животных гликоген – основной резервный полисахарид. Распад гликогена печени служит в основном для поддержания уровня глюкозы в крови в постабсорбтивном периоде
Синтез гликогена (гликогеногенез)
Гликоген синтезируется в период пищеварения (через 1-2 ч после приёма углеводной пищи). Синтез гликогена из глюкозы является эндергоническим (требует затрат энергии)
1. Глюкоза, поступающая в клетку, фосфорилируется при участии
АТФ с образованием глюкозо-6-фосфата
2. Глюкозо-6-фосфат в ходе обратимой реакции превращается в глюкозо-1-фосфат,
под действием фермента фосфоглюкомутазы
3. Глюкозо-1-фосфат по термодинамическому состоянию мог бы служить
субстратом для синтеза гликогена, но т.к. реакция обратима, тосинтез гликогена из глюкозо-1-фосфата и его распад оказались бы тоже обратимыми и поэтому неконтролируемыми.
Чтобы синтез гликогена был термодинамически необратимым, необходима
доп. стадия образования уридиндифосфатглюкозы из УТФ и глюкозо-1-фосфата. Фермент: УДФ-глюкопирофосфорилаза.
4. УДФ-глюкоза далее используется как донор остатка глюкозы при синтезе
гликогена. Эту реакцию катализирует фермент гликогенсинтаза (глюкозилтрансфераза).
Нуклеотидная часть УДФ-глюкозы выполняет функцию «рукоятки», при помощи
которой фермент располагает глюкозу в полисахаридной цепи в нужном положении.
Т.к. гликоген в клетке никогда не расщепляется полностью, синтез гликогена
осуществляется путём удлинения уже имеющейся молекулы полисахарида – «затравки»
5. К «затравке» последовательно присоединяются молекулы глюкозы.
Разветвлённая структура образуется при участии амило-1,4 → 1,6-глюкозилтрансферазы, (фермент «ветвления»)
Как только гликогенсинтаза удлиняет линейный участок примерно до 11
глюкозных остатков, фермент ветвления переносит её концевой блок, содержащий 6-7 остатков, на внутренний остаток глюкозы этой или другой цепи.
В точке ветвления концевой остаток глюкозы олигосахарида соединяется с гидроксильной группой в С6 положении с образованием α-1,6-гликозидной связи.
Распад гликогена (гликогенолиз)
Распад гликогена происходят в ответ на повышение потребности организма в глюкозе.
Это происходит путём последовательного отщепления остатков глюкозы в виде глюкозо-1-фосфата.
1. Гликогенфосфорилаза расщепляет только α- 1,4-гликозидные связи.
Последовательное отщепление глюкозных остатков прекращается, когда до точки ветвления остаётся 4 мономера
2. Три оставшихся до точки ветвления глюкозных остатка переносятся при участии
олигосахаридтрансферазы на нередуцирующий конец соседней цепи, удлиняя её и таким образом создавая условия для действия фосфорилазы.
3. Оставшийся в точке ветвления глюкозный остаток гидролитически отщепляется
с помощью α-1,6-глюкозидазы в виде свободной глюкозы, после чего неразветвлённый участок гликогена может вновь атаковаться фосфорилазой.
4. Продукт действия гликогенфосфорилазы – глюкозо-1-фосфат затем
изомеризуется в глюкозо-6-фосфат фосфоглюкомутазой. Далее глюкозо-6-фосфат включается в процесс катаболизма или другие метаболические пути.
