4. Гликоген. Строение, биороль. Синтез и распад, ключевые ферменты, регуляция процесса.

Гликоген - полисахарид животных и человека. Так же, как крахмал в растениях, гликоген в клетках животных выполняет резервную функцию, но, так как в пище содержится лишь небольшое количество гликогена, он не имеет пищевого значения.

Гликоген представляет собой структурный аналог крахмала, но имеет большую степень ветвления: примерно на каждые 10 остатков глюкозы приходится одна α-1,6-гликозидная связь.

Распад гликогена – гликогенолиз:

1) При снижении глюкозы в крови или когда резко возрастает потребность в энергии:

(гликоген)n  глюкоза-1-фосфат + (гликоген)n-1

2) Под действием ферм.фосфогдюкомутаза:

глюкоза-1-фосфат  глюкоза-6-фосфат

3) В мышцах на этом распад гликогена заканчивается.

В печени есть ферм. глюкоза-6-фосфатаза (имеется также в почках и кишечнике, но меньше), которая отсутствует в мышцах, функция которой, поддерживать уровень глюкозы в крови.

Печень высвобождает глюкозу в период мышечной активности.

Энергетических выход гликогеногенеза 3 молекулы АТФ.

Синтез гликогена - гликогеногенез:

1) Фосфорилирование глюкозы до глюкозо-6-фосфат (ферм: гексокиназа)

2) Изомеразация глюкоза-6-фосфата в глюкоза-1-фосфат (ферм: фосфоглюкомутаза)

3) Образование уридиндифосфоглюкозы (УДФ-глюкозы) из глюкоза-1-фосфата и уридинтрифосфоглюкозы (УТФ-глюкозы)

4) УДФ-глюкоза взаимодействует с затравочным гликогеном и происходит нарастание цепи гликогена (ферм: гликогенсинтаза) : (гликоген)_n + УДФ-глюкоза  (гликоген)_n+1 + УДФ

!!! n – кол-во остатков глюкозы.

5.Аэробный распад глюкозы. Биологическая роль. Схема, конечные продукты, ключевые ферменты.

Аэробный распад – до СО₂ и Н₂О:

Распад глюкозы – гликолиз ОБЩАЯ СХЕМА:

1) Фосфорилирование глюкозы до глюкозо-6-фосфат (ферм: гексокиназа - ключевая реакция)

2) Изомеризация глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат (ферм: глюкозофосфатизомераза)

3) Фосфорилирование фруктозо-6-фосфата до фруктозо-1,6-бифосфата(ферм:фосфофруктокиназа-ключевая реакция)

4) Расщепление фруктозо-1,6-бифосфата на ФГА (фосфоглицеральдегид) и ФДА (фосфодиоксиацетон) при участии ферм. альдолазы

5) Взаимопревращения ФДА в ФГА и обратно (ферм: триозофосфатизомераза)

6) Окисление ФГА в 1,3-бифосфоглицерат (ферм: глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа)

7) субстратное фосфорилирование, превращение 1,3-бифосфоглицерат в 3-фосфоглицерат (ферм:фосфоглицераткиназа).

8) изомеразация 3-фосфоглицерат в 2-фосфоглицерат (ферм: фосфоглицератмутаза)

9) дегидратация 2-фосфоглицерата до фосфоенолпирувата (ферм:енолгидратаза)

10) Перенос фосфатной группы с фосфоенолпирувата на АДФ с образование пирувата. (ферм:пируваткиназа-ключевая реакция)

Далее аэробный и анаэробный идут по разным путям.

Аэробный:

11) Пируват  СО₂ + Н₂О

Биороль аэробного гликолиза:

- происходит во многих органах и тканях и служит основным источником энергии

- Клетки мозга расходуют до 100г глюкозы в сутки, окисляя ее аэробным путем.

Суммарное ур-е: С₆Н₁₂О₆ + 6 О₂  6СО₂ + Н₂О + 2820 кДж/моль (38 АТФ)

Пояснение, реакции:

1) – 1 молекула АТФ

2) ---

3) – 1 молекула АТФ

4) расщепление, которое дает удвоение всех последующих продуктов!! важно для 10 реакции!

5) ---

6) + 2 молекулы НАДН (2х3 АТФ=6 АТФ)

7) + 2 АТФ

8) ---

9) + 2 АТФ

10) 2 пирувата (т.к. см.4 реакцию) по 15 молекул АТФ = 30 АТФ

Итого: 38 АТФ