Glykogenmetabolism Flashcards

1
Q

Varför behövs glykogen?

A

Eftersom glukos kan inte lagras naturligt pga sina osmotiskt aktiva egenskaper. Glukosmolekyler drar med sig vatten vilket resulterar i att celler lyseras

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Förklara varför glykogens struktur ser ut som den gör

A
  • Optimalt sätt att förvara och leverera energi
  • Snabb frisättning av flera glukosmolekyler - strukturen är förgrenad eftersom glykogenets ändbitar frisätts en och en. Ju fler förgreningar och ändbitar vi har desto snabbare kan de frisättas och bli glukos
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Vad är glykogen?

A

En lagringsform av glukos

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Vad är glykogenolys?

A

Nedbrytningen av glykogen till glukos

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Vad är glykogenes?

A

Bildandet av glykogen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Vad är “problemet” med glukos?

A

Glukos kan inte lagras

  • Osmotiskt aktiv
  • Höga koncentrationer av glukos intracellulärt ⇒ cytolysering
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Vad är lösningen på “problemet” att glukos inte kan lagras?

A

Det lagras som icke-osmotiskt aktiv polymer, alltså lättmobiliserade lagringsformer av glukos

  • Glykogen (djur)
  • Stärkelse; amylos och amylopektin (växter)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Var lagras glykogen?

A
  • Levern (ca. 100 g)
  • Skelettmuskler (ca. 400 g)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Varför lagras glykogen i levern?

A
  • Kan fungera som energireserv för att upprätthålla blodsockernivån
  • I levern kan glykogen omvandlas till glukos-6-fosfat som sedan kan hydrolyseras till glukos som kan tas in i blodbanan
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Varför lagras glykogen i musklerna?

A
  • Glykogen i musklerna fungerar som energireserv för muskeln själv, här påverkas inte blodsockernivåer
  • Våra muskler saknar enzymet glukos-6-fosfatas, därför kan inte glukos-6-fosfat bildas. Pga detta kan inte glukos frigöras till blodbanan
  • Musklernas energireserv behövs vid flight/fight-respons.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Christer säger “triglycerider är en effektivare form av energilagring än vad hydrerat glykogen är, därför är det fett dumt att kroppen lagrar glykogen”. Christer har delvis rätt, kan du förklara för honom varför glykogen fortfarande är viktigt?

A
  • Hjärnans primära energikälla är glukos, den kan inte ta upp triglycerider och omvandling av triglycerider till glukos är en komplicerad och omständlig process
  • Glukos är en mer användbar energikälla i fler situationer, och kan användas anaerobt. När man jobbar med musklerna kan man därför förbruka glukos och få ett “underskott” som man sen kan ta igen när laktat görs till pyruvat. Fettsyror kan inte användas anaerobt.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Vad gör glukogenfosforylas i glukogenolysen?

A

Glukogenfosforylas är det enzym som omvandlar glykogen till glukos-1-fosfat

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Vad gör fosfoglukomutas i glukogenolysen?

A

Fosfoglukomutas är det enzym som omvandlar glukos-1-fosfat till glukos-6-fosfat

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Vilka tre möjliga vägar kan glukos-6-fosfat gå efter att det bildats från glykogen i glukogenolysen?

A
  1. Gå in i glykolysen och bli bränsle för anaerob eller aerob metabolism (muskler)
  2. Kan via levern träffa på enzymet glukos-6-fosfatas och bli fritt glukos i blodbanan, tex för att förse hjärnan med energi
  3. Kan via pentosfosfatbanan processas till NADPH och/eller ribos-5-fosfat (viktigt för många olika vävnader)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Vilka två glukosidbindningar finns i glykogen? Var i glykogenet hittas de olika bindningarna och vilket enzym spjälkar respektive bindning?

A
  1. α-1,4 bindningar hittas i glykogenets linjära delar. Dessa spjälkas av enzymet glykogenfosforylas (genom fosforylering)
  2. α-1,6 bindningar hittas i glykogenets föreningar. Dessa spjälkas av “debranching”-enzym (genom hydrolys)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

När glykogenfosforylas spjälkar de raka bindningarna i glykogen nås tillslut något som kallas “limit branch”. Vad innebär det? Och vad kallas de raka bindningarna i glykogenet?

A

De raka bindingarna är α-1,4 bindningar och “limit branch” innebär att det bara finns 3 glukosmolekyler med α-1,4 bindningar kvar på grenen. Längre än så här kan inte glykogenfosforylaset spjälka

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

“Debranching”-enzymet i glukogenolysen har två aktiviteter/uppgifter. Vilka är dessa?

A
  • Att flytta “limit branch” till en ny gren så att glykogenfosforylas kan fortsätta spjälka raka delar av glykogenet.
  • Att hydrolysera den sista glukosmolekylen på en gren (alltså en α-1,6 bindning)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q
A
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Vad kallas “debranching”-enzymets två enzymaktiviteter, mer vetenskapligt uttryckt?

A
  • (glykosyl)transferas = förflyttning av “limit branch”
  • (α-1,6-)glykosidas = hydrolysering av allra sista glukosmolekylen på en gren
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Förklara omvandlingen av glukos-1-fosfat till glukos-6-fosfat. Vilket enzym katalyserar reaktionen och hur går det till? Är reaktionen reversibel eller irreversibel?

A
  • Enzymet heter fosfoglukomutas
  1. En fosfatgrupp tas från någon fosforylerad aminosyra som finns tillgänglig (tex serin) och sätts på det sjätte (C 6) kolet på G1F, detta ger oss glukos-1,6-bifosfat
  2. Därefter tas fosfatgruppen från glukosets första (C 1) kolatom och sätts på aminosyran så den återigen blir fosforylerad. Vi går från G-1,6-bF till G6F
  • Reaktionen är reversibel.
21
Q

Glukos-6-fosfat finns bara i två organ, vilka?

A
  • I levern och i njurarna
  • Dessa organ har enzymet glukos-6-fosfatas, viket inte finns i andra organ.
22
Q

Från hydrolys av UTP, vi vill ha dess fosfatgrupp

A

Från hydrolys av UTP, vi vill ha dess fosfatgrupp

23
Q

Vad betyder ordet genes?

A

Uppkomst, utveckling

24
Q

Vad betyder “änden” -lys?

A

Upplösning

25
Q

Vad är UDP-glukos?

A

UDP-glukos = uridinfosfatglukos

Det är en aktiverad form av glukos

26
Q

Hur bildas UDP-glukos?

A
  • Enzymet UDP-glukos-fosforylas katalyserar en reaktion mellan glukos-1-fosfat och UTP
  • Produkterna av denna reaktion är UDP-glukos och UDP som faller bort
27
Q

Vilket är “nyckelenzymet” i glykogenesen?

A

Nyckelenzymet heter glykogensyntas

28
Q

Vad har glykogensyntas för roll i glykogenesen?

A

Det förlänger de raka delarna av glykogenet genom att addera en ny glykosylgrupp till glykogenet (α-1,4-glykosidisk bindning)

29
Q

Nyckelenzymet i glykolysen kräver en s.k. “primer”. Vad heter nyckelenzymet och primern? Varför krävs denna primer?

A
  • Nyckelenzym = glykogensyntas
  • Primer = glykogenin (glykosyltransferas)
  • Glykogenin fäster på glykogenet och autokatalyserar bildandet av en α-1,6-glukospolymer (ca 7-8 enheter lång). Efter detta kan glykogensyntas ta över igen.
30
Q

Vad gör ett “branching”-enzyme?

A
  • Den bildar en förgrening genom att först bryta α-1,4-binding och sen bilda α-1,6-bindning
  • De ca 7 yttersta monomererna på en rad flyttas för att bilda en ny rad och förgrening
  • Den nya förgreningen måste placeras minst 3 monomerer från en annan förgrening (limit branch)
31
Q
A
32
Q
A
33
Q

Det vore inte optimalt om glykogenolys och glykogenes skedde samtidigt. Under vilka förhållanden gynnas de olika vägarna?

A

Glukogenes gynnas vid:

– ↑[glukos & insulin] i blod – mätt

– ↑[ATP] i celler – mycket energi

= Glykogensyntas aktivt

= Glykogenfosforylas inaktivt

Alltså: när vi har mycket glukos i blodet och energi i våra celler

Glykogenolys gynnas vid:

↓[glukos] & ↑[glucagon] i blod – fastande

– ↑[Ca2+ & AMP] – träning

= Glykogensyntas inaktivt

= Glykogenfosforylas aktivt

Alltså: när vi har låga blodsockernivåer och höga halter Ca2+ och AMP

34
Q

Vilka är de två nyckelenzymen gällande reglering av glykogenmetabolismen?

A
  • Glykogenfosforylas (bryter ner)
  • Glykogensyntas (bygger upp)
35
Q

På vilka två sätt kan enzym som reglerar glykogenmetabolismen påverkas?

A

Enzym kan påverkas genom alloster reglering och reversibel fosforylering

36
Q

Nämn minst två allostera modulatorer och minst två hormon som leder till fosforylering/defosforylering av enzym

A
  • Allostera modulatorer: glukos, G6F, AMP och ATP
  • (de)Fosforylerande hormon: glukagon, epinefrin och insulin
37
Q

Om jag allostert vill reglera glykogenolysen, vilket enzym vill jag då rikta in mig på?

A
  • Glykogenfosforylas (två former a/b och två lägen R/T)
38
Q

Om jag allostert vill reglera glykogenesen, vilket enzym bör jag då rikta in mig på?

A

Glykogensyntas

39
Q

Vad är skillnaden på R- och T-läge, samt a- och b-formen av glykogenfosforylas?

A
  • R-läge = aktivt
  • T-läge = mindre aktivt
  • a-formen = vanligtvis aktiv, och föredrar R-läge
  • b-formen = vanligtvis inaktiv och föredrar T-läge
40
Q

Om jag allostert vill påverka glykogensyntas, vilket ämne bör jag då använda mig utav?

A

Glukos-6-fosfat

Glykogensyntas kan ses som en sensor för glukos-6-fosfat

41
Q

Vilka allostera regulatorer stimulerar/inhiberar glukogenolys?

A
  • Stimulering: AMP
  • Inhibering: ATP och G6F (muskler), glukos (lever)
42
Q

Nämn de hormon som stimulerar glykogenes, respektive de hormon som stimulerar glykogenolys

A
  • Stimulera glykogenes: insulin (“the fed state”)
  • Stimulera glukogenolys - glukagon (“the starved state”) och epinefrin (signalerar att energi behövs vid muskelarbete)

Hormonerna inducerar intracellulär signallering som påverkar fosforyleringen av nyckelenzym i glykogenmetabolismen (glykogenfosforylas & glykogensyntas) varigenom deras enzymatiska aktivitet moduleras

43
Q

Hur påverkar proteinfosfatas 1 (PP 1) glykogenmetabolismen?

A

Proteinfosfatas 1 (PP 1) inhiberar glykogenolys genom att defosforylera fosforylaskinas (PK) och glykogenfosforylas

44
Q

Hur gynnas glykogenesen av insulin?

A
  • Insulin aktiverar PKB (proteinkinas B)
  • PKB aktiverar PP1 (proteinfosfatas 1) som aktiverar glykogensyntas och inhiberar glykogenfosforylas
45
Q

Hur gynnas glykogenolysen av epniefrin och glukagon?

A
  • Dessa aktiverar PKA (proteinkinas A)
  • PKA aktiverar PK (fosforylas kinas), som i sin tur aktiverar glykogenfosforylas
  • PKA inhiberar samtidigt PP1 och glykogensyntas
46
Q

[Ej fråga] Sammanfattning av hormonell reglering av glykogenmetabolismen

A
47
Q

Vad är den översiktliga skillnaden mellan leverglykogen och muskelglykogen?

A
  • Leverglykogen ser till att upprätthålla blodglukosnivåer
  • Muskelglykogen är energireserv i muskeln
48
Q

Vad är glykogenos?

A

En glykogensjukdom, som kan delas in i olika typer