Glikogen

Question 1

Što je glikogen i gdje se nalazi?

Answer 1

Skladišna forma glukoze

Nalazi se u najviše u jetri, ali i u mišićima

Question 2

Opiši strukturu glikogena

Answer 2

To je razgranati polimer D-glukoze

Linearni lanci su povezani alfa(1->4) glikozidnim vezama, a na točkama grananja su povezani alfa(1->6) vezama , omjer im je 10:1

Question 3

Gdje djeluju enzimi koji sintetiziraju i razgrađuju glikogen?

Answer 3

Na nereducirajućim krajevima glikogena

Question 4

Kako se razgrađuje glikogen?

Answer 4

Enzim glikogen-fosforilaza katalizira nukleofilni napad anorganskog fosfata na C1 atom te se razgrađuje alfa(1->4) veza s nereducirajućeg kraja i nastaje glukoza-1-fosfat (ne može izaći iz stanice)

Radi se o fosforilitičkom cijepanju (fosforiliza) te se ne troši ATP

Question 5

Kako se odgrađuju bočni lanci glikogena?

Answer 5

Glikogen-fosforilaza će odgrađivati glukoze sve dok ne dođe do 4 ostatka glukoze od točke grananja

Tu nastupa enzim za uklananje grane (debranching enzyme) ->oligo (alfa1->6) do (alfa1->4)glukatransferaza

Taj enzim katalizira reakciju prijenosa grane na drugi nereducirajući kraj glikogena (transferazna aktivnost) te hidrolizira glukozu spojenu na točku hrananja te nastaje obična glukoza -> pomoću alfa(1->6) glukozidazne aktivnosti

Question 6

Što se događa s glukozom-1-fosfat nakon odcijepljenja s glikogena?

Answer 6

fosfoglukomutaza pretvara glukozu-1-fosfat u glukozu-6-fosfat

Mehanizam tog enzima je jako sličan fosfoglicerat-mutazi ali se koristi samo jedan serin umjesto 2 histidina

Question 7

Za što se koristi glukoza-6-fosfat nastala razgradnjom glikogena?

Answer 7

Ili ide u glikolizu za izvor energije za kontrakciju mišića ili se pretvara u glukozu pomoću glukoze-6-fosfataze za povećanje koncentracije glukoze u krvi

Question 8

Objasni ulogu glukoza-6-fosfataze i pripadajućih komponenti

Answer 8

Katalitičko mjesto enzima je okrenuto prema lumenu endoplazmatskog retikuluma (ER) -> zato T1 prenositelj za glukozu-6-fosfat prenosi supstrat iz citosola do lumena ER

Enzim katalizira reakcije te su produkti anorganski fosfat (Pi) i glukoza

Glukoza i Pi prelaze u citosol hepatocita kroz specifične receptore, a GLUT2 prenositelj prevodi glukozu iz citosola hepatocita u žile

Question 9

Koje su sve moguće sudbine glukoze 6-fosfat?

Answer 9

Izvor energije u aerobnom i anaerobnom metabolizmu -> glikoliza u mišićima/mozgu

Prevođenje u glukozu u jetri te otpuštanje u krv za opskrbu perifernih tkiva

Korištenje u putu pentoza-fosfata za dobivanje NADPH i riboze-5-fosfata

Question 10

Kako dolazi do biosinteze glikogena?

Answer 10

Glikogen reagira s UDP-glukozom da nastane UDP i glikogen s još jednom jedinicom glukoze pomoću glikogen sintaze

UDP-glukoza je šećerni nukleotid koji se često koriste kod reakcija transformacije ili polimerizacije heksoza jer se tako aktivira anomerni ugljik šećera

Question 11

Kako se dobiva UDP-glukoza u stanicama?

Answer 11

glukoza prelazi u glukozu-6-fosfat uz utrošak ATP-a pomoću heksokinaze IV (u jetri)

Glukoza-6-fosfat se prevodi u glukozu-1-fosfat uz fosfoglukomutazu

Glukoza-1-fosfat reagira s UTP-om te nastaje UDP-glukoza i pirofosfat pomoću UDP-glukoza pirofosforilaze

Zadnja reakcija je povoljna jer pirofosfat jako brzo hidrolizira na anorganski fosfat te se ravnoteža pomiče prema produktima

Question 12

Zašto je glikogen sintaza važna?

Answer 12

Jer katalizira prijenos glukoze s UDP-glukoze na nereducirajući kraj glikogena

Jer je osnovno mjesto regulacije biosinteze glikogena

Question 13

Kako se grana glikogen i zašto je taj proces važan?

Answer 13

Pomoću enzima za grananje glikogena

On katalizira prijenos fragmenta od 6 ili 7 glukoza s nereducirajućeg kraja glikogena s najmanje 11 ostataka glukoze na C6 hidroksilnu skupinu glukoze

Jer se tako povećava topljivost glikogena, te se povećava broj nereducirajućih krajeva na koje mogu djelovati proteini

Question 14

Što je glikogenin i zašto je on važan?

Answer 14

On je protein koji je “klica” za nastajanje glikogena, na njega se veže prvih 8 glukoza koje su potrebne da može djelovati glikogen sintaza

Taj protein sam katalizira prijenos glukoze s UDP-glukoze na hidroksilnu skupinu svojeg treonina vlastitom glukozil-transferaznom aktivnošću

Važan je jer glikogen sintaza ne može sintetizirati glikogen de novo nego može djelovati tek kad ima više od 8 jedinica glukoze povezanih na glikogenin

Question 15

Opiši strukturu i svojstva glikogenina

Answer 15

To je dimer

Sadrži Mn(2+) koji je važan za katalizu jer kompleksira UDP-glukozu

Glikozidna veza između UDP-glukoze i glukoze i glikogenina ima istu konformaciju što upućuje na činjenicu da se prijenos glukoze događa u dva koraka (kao kod lizosoma) -> dva nukleofilna napada

Glikogenin uvijek ostaje prisutan unutar beta čestice glikogena -> on je kovalentno vezan na jedini reducirajući kraj glikogena