Glykogenstoffwechsel Flashcards
Wo wird Glykogen gespeichert?
Im Zytosol aller Zellen außer den Erythrozyten
Vor allem in Skelettmuskulatur und Leber
Wie ist Glykogen aufgebaut?
Alpha-1,4 und alpha-1,6-glykosidisch verknüpfte Glucosemoleküle
Wozu dienen die Gylkogenspeicher in Leber und Skelettmuskel?
Leber: Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels
Skelettmuskel: Eigenversorgung
Wie wird Glykogen synthetisiert?
Aktivierung der Glucose:
- Glucosephosphat-Mutase: Glc-6P —> Glc-1P
- Glucose-1P-UTP-Transferase: Glc-1P + Uridintriphosphat —> UDP-Glucose ++ PPi
Verlängerung unverzweigter Ketten durch Glykogensynthase: alpha-1,4-glyk. Bindung der UDP-Glc mit Hydroylgruppe am freien C4-Ende unter Abspaltung von UDP
Einfügen von Verzweigungsstellen durch Branching-Enzyme
Neubildung eines Glykogenmoleküls
Was macht das Branching-Enyme?
Spaltet alpha-1,4-Bindungen der unverzweigten Kette und übertragt eine kleine Kette aus 6-7 Glucoseeinheiten auf das C6-Atom eines anderen Glucosemoleküls der Glykogenkette
Wie wird ein Glykogenmolekül neu gebildet?
- Glykogenin= Starter-Glykogen mit Glykosyltransferase-Aktivität, besteht aus 2 UE
- Autoglykosylierung von Glykogenin
- UE katalysiert Anhängen einer Kette aus 8 Glucoseeinheiten an Tyrosylrest der anderen UE
- Substrat: UDP-Glucose
Wie läuft die Glykogensynthese ab?
Glc —> Glc-6P —> Glc-1P —> UDP-Glc —> Glykogen
Wie wird Glykogen abgebaut?
Glykogenphosphorylase
- Spaltung einer alpha-1,4-glyk. Bindung
- Produkt: Glc-1P
- Spaltung stoppt 4 Glc-Monomere vor Verzweigungsstelle
Spaltung von alpha-1,6-glykosidischer Bindungen mithilfe des Debranching-Enzyms
Wie arbeitet das Debranching-Enzym?
- Alpha-1,4-alpha-1,4-Glucantransferase: überträgt Trisaccharideinheit von 4 Glc-Monomeren vor Abzweigung auf eine andere Kette im Glykogen
- Amylo-alpha-1,6-Glucosidase: hydrolytische Spaltung der alpha-1,6-glykosidischen Bindung an freiliegender Verzweigungsstelle
Produkt: freie Glucose
Wie wird der Glykogenstoffwechsel reguliert?
Ausgehend von niedriger [cAMP]
Bei steigendem cAMP —> Aktivierung PKA —> Phosphorylierung verschiedener Enzyme —> Aktivierung der Glykogenphosphorylase, Deaktivierung der Glykogensynthase —> Glykogenabbau steigt, Glykogensynthese sinkt
Wie wird der Glykogenstoffwechsel reguliert wenn die Konzentration von cAMP niedrig ist?
Aktivierung von Proteinphosphatase 1 —> Dephosphorylierung verschiedener Enzyme —> Deaktivierung der Glykogenphosphorylase, Aktivierung der Glykogensynthase —> Glykogenabbau sinkt, Glykogensynthese steigt
Durch welche Hormone wird der Glykogenstoffwechsel reguliert?
Glucagon und Adrenalin: binden an G-Protein gekoppelte Rezeptoren —> AC —> [cAMP] steigt —> Glykogensynthese sinkt, Glykogenabbau steigt
Insulin: [cAMP] sinkt —> Glykogensynthese steigt, Glykogenabbau sinkt
Welche Enzyme werden durch einen hohen cAMP-Spiegel beim Glykogenstoffwechsel modifiziert?
PKA Aktiv —> phosphoryliert unter ATP-Verbrauch die Glykogensynthase, die Phosphorylase-Kinase, den Proteinphosphatase-1-inhibitor
Phosphorylierte Glykogensynthase: inaktiv
Phosphorylierte Phosphorylase-Kinase: aktiv, phosphoryliert Glykogenphosphorylase —> aktiv
Phosphorylierter Proteinphosphatase-1-Inhibitor bindet und inaktiviert Proteinphosphatase 1 —> Dephosphorylierung der Glykogensynthase, Phosphorylase-Kinase, Glykogenphosphorylase
Wie wirkt sich ein niedriger cAMP-Spiegel auf den Glykogenstoffwechsel aus?
- Inaktivierung der PKA
- Aktivierung der PKB
- PKB phosphoryliert und inaktiviert Glykogensynthase-Kinase 3 —> Glykogensynthase bleibt dephosphoryliert = aktiv —> Glykogensynthese erfolgt
In welchem Zustand ist die Glykogensynthase aktiv?
Dephosphoryliert
In welchem Zustand sind Enzyme, die den Blutzuckerspiegel heben, aktiv?
Phosphoryliert
Phosphat entspricht Hungersignal
Wie funktionert die allosterische Regulation des Glykogenstoffwechsels?
- findet nur im Skelettmuskel statt
- Aktivierung der Glykogenphosphorylase durch Ca2+ und AMP —> Glykogenabbau steigt
- Deaktivierung der Glykogenphosphorylase durch Glucose-6P und ATP —> Glykogenabbau sinkt
