Glikojen, a-1, 6 glikosidik bağları nedeniyle 1:10 oranında esas olarak a-1, 4 glikosidik bağlar ve çarpmaların olduğu bir makromoleküldür (yaklaşık 400 milyon dalton moleküler kütle) a-glukozdur.
Glikojen bir yedek materyaldir ve sürekli olarak parçalanır ve sulandırılır; Vücudun tüm hücresel kütlesinde yaklaşık 100 g glikojen vardır: çoğu karaciğerde hareketlidir ve bu nedenle diğer organlar için bir rezerv olarak kullanılabilir (kaslardaki glikojen hareketli değildir).
Glikojenin parçalanmasını ve sentezini katalize eden enzimlerin hepsi sitoplazmadadır, bu nedenle diğeri aktifken aktif olmayan bir inaktif hale getiren bir ayarlama sistemine ihtiyacımız var: glikoz kullanılabilirliği varsa, sonuncusu glikojene dönüştürülür glikoz için bir talep varsa, o zaman, tersi olan (anabolism), glikojen bozulur (katabolizma).
Genel olarak glikojenin parçalanmasında yer alan enzim, glikojen fosforilazdır ; Bu enzim, litik bir ajan olarak inorganik bir ortofosfat kullanarak bir a-1, 4 glikosidik bağı parçalayabilmektedir: ayırma, fosfolitik yolla gerçekleşir ve glukoz 1-fosfat elde edilir.
Bir dallanma noktasından beş veya altı birimde, glikojen fosforilaz enzimi artık etki edemez, bu nedenle kendisini glikojenden ayırır ve yerine bir transferaz olan bir deramifiye edici enzim yerleştirilir: bu enzimin katalitik bölgesinde üç sakarit ünitesinin en yakın glikozid zincirine transferine izin veren histidin (histidin, bir glikoz molekülünün ilk karbonuna saldırır). Az önce bahsedilen enzim, glikoziltransferazdır ; Bu enzimin etkisinin sonunda, ana zincirin bir glikozunun altıncı karbonuna bağlanan ilk karbon ile sadece bir glikoz birimi kalır. Yan zincirin son glikoz birimi, a-1, 6 glikosidaz enziminin etkisiyle salınır (bu enzim, deramificant enziminin ikinci kısmını oluşturur); Glikojendeki etkiler 1:10 oranında olduğu için, makromolekülün tamamen bozunmasından yaklaşık% 90 glikoz 1-fosfat ve yaklaşık% 10 glikoz elde ederiz.
Yukarıda belirtilen enzimlerin etkisi, bir yan zincirin glikojen molekülünden çıkarılmasını sağlar; Bu enzimlerin aktivitesi, tam zincir bozunması gerçekleşene kadar tekrar edilebilir.
Bir hepatosit düşünün; glikoz (diyet yoluyla asimile edilmiş), hücreye girdiğinde glikoz 6-fosfata dönüştürülür ve böylece aktive edilir. Glukoz 6-fosfat, fosfoglukomutazın etkisine bağlı olarak, glukoz 1-fosfata dönüştürülür: ikincisi, acil olmayan bir biyosentez öncüsüdür; Biyosentezde, bir difosfata bağlı şekerle temsil edilen aktive edilmiş bir şeker şekli kullanılır: genellikle urididilfosfat (UDP). 1-fosfat glikoz daha sonra UDP-glukoza dönüştürülür; Bu metabolit, UDP-glikozu, büyüyen bir glikojenin indirgeyici olmayan bir ucuna bağlayabilen glikojen sentazın etkisine girer: bir glikozit biriminin uzun Ulu glikojeni ve UDP elde edilir. UDP, nükleosiddifosfochinasi enzimi tarafından, dolaşıma geri dönen UTP'ye dönüştürülür.
Glikojenin bozulması, bir glikoz molekülünü serbest bırakan ve onu glikoz 1-fosfata dönüştüren glikojen fosforilazın etkisiyle gerçekleşir. Daha sonra, fosfoglucomutase, glukoz 1-fosfatı 6-fosfat glikoza dönüştürür.
Glikojen her şeyden önce karaciğerde ve kaslarda sentezlenir: organizmada kas kütlesi boyunca dağıtılmış 1-1.2 hektolitre glikojen vardır.
Bir miyositin glikojeni, sadece o hücre için bir enerji rezervini temsil ederken, karaciğerde bulunan glikojen, diğer dokular için de bir rezervdir, yani glikoz gibi başka hücrelere gönderilebilir.
Daha sonra kaslarda glikojenin parçalanmasından elde edilen glukoz 6-fosfat, enerji ihtiyacı olması durumunda glikolize; karaciğerde, glukoz 6-fosfat, glikoz 6-fosfat fosfataz (hepatositlerin enzim karakteristiği) etkisiyle glikoza dönüştürülür ve dolaşım akışına yönlendirilir.
Glikojen sentaz ve glikojen fosforilaz, hem indirgeyici olmayan glikojen üniteleri üzerinde çalışır, bu nedenle bir yol aktivasyonuna ve diğer bloğa (veya tersi) komut veren bir hormonal sinyal olmalıdır.
Laboratuvarda glikojen zincirini uzatmak, glikojen fosforilazını kullanmak ve çok yüksek konsantrasyonda glukoz 1-fosfat kullanmak mümkün olmuştur.
Hücrelerde, glikojen fosforilaz, sadece bozunma reaksiyonunu katalize eder, çünkü metabolitlerin konsantrasyonları, aşağıdaki reaksiyonun dengesini sağa (yani glikojenin parçalanmasına doğru) kaydırmak gibidir.
Glikojen fosforilazın etki mekanizmasını görüyoruz: asetal oksijen (glukoz birimleri arasında köprü görevi görüyor) fosforil hidrojene bağlanıyor: bir karbokasyonla (aradaki reaksiyon glikoz üzerinde Ekstremite) fosforil (Pi) çok hızlı bir şekilde bağlanır.
Glikojen fosforilaz, piridoksal fosfat olan bir kofaktör gerektirir (bu molekül aynı zamanda transaminazlar için bir kofaktördür): sadece kısmen fosforile edilmiş protona sahiptir (piridoksal fosfat, kendisine bağlı protonların varlığını haklı çıkaran hidrofobik bir ortamla çevrilidir) . Fosforil (Pi), glikojene bir proton verebilmektedir, çünkü bu fosforil, protonu piridoksal fosfatın kısmen korunmuş fosforilinden elde eder. Fizyolojik pH'da fosforilinin protonu kaybetme ve tamamen bozulmaya devam etme olasılığı çok düşüktür.
Şimdi fosfoglucomutase'in nasıl çalıştığını görelim. Bu enzim, katalitik bölgede fosforlanmış bir serin kalıntısına sahiptir; serin, glukoz 1-fosfata fosforil verir (altıncı pozisyonda): kısa bir süre için, glikoz 1, 6-bisfosfattan oluşur, sonra serin fosforil bir pozisyonda tutularak reforme edilir. Fosfoglucus mutazı her iki yönde de çalışabilir, yani glukoz 1-fosfatın glukoz 6-fosfata dönüştürülmesi veya tam tersi; 6-fosfat glukoz üretilirse, doğrudan glikolize, kaslara gönderilebilir veya karaciğerde glikoza dönüştürülebilir.
Uridil fosfoglusus transferaz enzimi (veya UDP glukoz pirofosforilazı), fosforil a'ya saldırarak UTP'ye glikoz-1-fosfat transfer reaksiyonunu katalize eder.
Yukarıda tarif edilen enzim bir pirofosforilazdır: bu isim, yeni tarif edilene zıt reaksiyonun pirofosforilasyon olması nedeniyledir.
Açıklandığı gibi elde edilen UDP glikozu, bir monosakarit biriminin glikojen zincirini uzatabilir.
Pirofosfat olan bir ürünün elimine edilmesiyle UDP glukoz oluşumuna yönelik reaksiyonun geliştirilmesi mümkündür; pirofosfataz enzimi, pirofosfatı iki ortofosfat molekülüne dönüştürür (bir anhidritin hidrolizi) ve bu şekilde, pirofosfat konsantrasyonunu UDP glukoz oluşum prosesinin termodinamik olarak destekleneceği kadar düşük tutar.
Belirtildiği gibi, UDP glikozu, glikojen sentazın etkisiyle, glikojen zincirini uzatabilir.
Etkileri (1:10 oranında), bir glikojen zincirinin 20-25 üniteden oluştuğu zaman (katalitik bölgesinde bir istidine sahip olan) dallanma enziminin, bir dizi 7'yi aktarabilen bir araya gelmesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır. 5-6 ünitenin aşağısında -8 glikozidik ünite: böylece yeni bir dal oluşur.
Sinir kaynaklı konular için veya fiziksel efor nedeniyle enerji gerekliyse, adrenal bezlerinden adrenalin salgılanır.
Adrenalinin hedef hücreleri (ve norepinefrin) karaciğer, kaslar ve yağ dokusunun hücreleridir (ikincisinde trigliseritlerin bozulması ve yağ asitlerinin dolaşımı vardır: mitokondride, sonuçta, üretilen glikoz 6 glikolize gönderilecek olan fosfat, adipositlerde glukoz 6-fosfat, glikoz 6-fosfat fosfataz enzimi tarafından glikoza dönüştürülür ve dokulara aktarılır).
Bakalım, şimdi adrenalinin etki şekli. Adrenalin, hücre zarı (miyositler ve hepatositler) üzerinde bulunan bir reseptöre bağlanır ve bu, sinyalin dışarıdan hücrenin içine çevrilmesini belirler. Glikojen sentezini ve bozulmasını düzenleyen sistemlere aynı anda etki eden protein kinaz aktive edilir:
Glikojen sentaz iki şekilde bulunur: bir fosforilatlanmış (aktif) form ve bir fosforile edilmiş (inaktif) form; protein kinaz glikojen sentazı fosforile eder ve etkisini engeller.
Glikojen fosforilaz iki formda bulunabilir: fosforile edilmiş bir serinin mevcut olduğu aktif bir form ve serinliğin fosforile edildiği inaktif bir form. Glikojen fosforilaz, glikojen fosforilaz kinaz enzimi ile aktive edilebilir. Glikojen fosforilaz kinaz, fosforile edilmişse etkindir ve fosforile edilmişse etkin değildir; Protein kinaz, substratı olarak glikojen fosforilaz kinazına sahiptir, yani sırayla glikojen fosforilazı aktive eden ikincisini fosforile etme yeteneğine sahiptir (ve dolayısıyla aktive edebilir).
Adrenalin sinyali bir kez bittiğinde, hücre üzerindeki etkisini de sona erdirmek zorundadır: Fosfataz enzimleri daha sonra protein türlerine müdahale eder.
