84. Розпад та біосинтез полісахаридів.

Реакції метаболізму молекул глікогену каталізуються ферментами, що структурно зв’язані з цитозольними гранулами полісахариду і забезпечують контроль швидкості його синтезу або мобілізації, залежно від рівня глікемії та стану регуляторних систем організму.

Ферментативні реакції синтезу глікогену (глікогенезу).

1. Утворення нуклеотидцукру-попередника

Усі б/х реакції утворення складних вуглеводів — оліго- та полісахаридів потребують наявності метаболічно активних форм моносахаридів, у ролі яких виступають сполучені з цукрами нуклеотиди.

Метаболічно активною формою глюкози, що вик. у формуванні нерозгалужених гомополісахаридних ланцюгів глікогену, є УДФ-1-глюкоза. Реакція катазізується УДФ-глюкозопірофосфорилазою і є обер­неною, але у фізіологічних умовах її рівновага зсунута праворуч у зв’язку з постій­ним гідролізом пірофосфату, що утворюється (Н₄Р₂О₇), пірофосфатазою. Глюкозо-1-фосфат, який є субстратом реакції, утв. з глюкозо-6-Ф-ту за рахунок дії фосфоглюкомутази.

2. Формування нерозгалужених ланцюгів глікогену.

При синтезі а-1,4-глікозидних (амілозних) ланцюгів глікогену в ролі акцепторів активованих залишків глюкози є нерозгалужені полісахаридні ланцюги вже наявних у клітині молекул глікогену (“затравочний” глікоген). УДФ-глікогентрансфераза (глікогенсинтаза) переносить молекули моноса­хариду від УДФ-1-глюкози на С-4-гідроксильні групи термінальних (n-их) залишків глюкози:

УДФ-1-глюкоза + (С6Н10О5)n→УДФ + (С6Н10О5)n+1.

Розгалуження в молекулі глікогену виникають за рахунок внутрішньомолекулярного переносу олігосахаридного фрагмента з 6-7 мономерів із кінця лінійної ділянки на С-6-гідроксильну групу глюкози, що відстоїть від кн. молекули на кілька моносахаридних залишків. Р-ція каталізується аміло(1,4-1,6)транс-глікозилазою (розгалужує ланцюг).

За механізмом, що розглянутий, синтезуються макромолекули глікогену (м.м. 1⋅106-2⋅108), що містять від кількох тисяч до мільйона монозних залишків і формують гранули розміром 40-200 нм.

Ферментативні реакції розщеплення глікогену (глікогенолізу).

1. Процес глікогенолізу реалізується за механізмом фосфоролітичного роз-щеплення, яке полягає у фосфоролізі 1,4-глікозидного зв’язку на нередукуючому кінці молекули глікогену (такому, що містить вільну (С-4)-ОН-групу). В реакції вивільнюється глюкозо-1-фосфат, а нерозгалужений фрагмент молекули глікогену скорочується на один моносахаридний залишок: (С6Н10О5)n+H3PO4→глюкозо-1-фосфат++ (С6Н10О5)n-1

Фермент, що каталізує реакцію, — глікогенфосфорилаза.

2. Фосфорилаза відрізає моносахаридні залишки у вигляді глюкозо-1-фосфату від нерозгалужених амілозних ланцюгів глікогену. Розщеплення розгалужених фраг­ментів відбувається під дією аміло-1,6-глікозидази (дерозгалужуючий фермент).

Фермент каталізує глікозилтрансферазну та аміло-1,6-глюкозидазну реакції, а саме:

+переносить олігосахаридні залишки, що складаються із 3 моноцукрів, в кн. нерозгалужених ланцюгів, що експонує залишки глюкози, сполучені з основним ланцюгом α(1→6)-глікозидними зв’язками; +розриває (1→6)-глікозидні зв’язки гідролітичним шляхом, вивільняючи молекули глюкози.

3. Глюкозо-1-Ф, що утв. при фосфоролізі глікогену, під дією фосфоглюкомутази перетв. в глюкозо-6-Ф.

4. Подальші метаболічні шляхи обміну глюкозо-6-фосфату відмінні в клітинах печінки і м’язів:

– в печінці глюкозо-6-фосфат при дії глюкозо-6-фосфатази перетворюється у вільну глюкозу, яка надходить у кров і використовується в інших органах і тканинах;

– у м’язах, які не містять глюкозо-6-фосфатази, глюкозо-6-фосфат використовується для власних енергетичних потреб, окислюючись аеробним або анаеробним шляхом.