El proceso de síntesis de glucógeno a partir de glucosa (incluida una pequeña cantidad de fructosa y galactosa) se denomina síntesis de glucógeno. La reacción tiene lugar en el citoplasma y requiere el consumo de ATP y UTP. La reacción de síntesis incluye los siguientes pasos: Pasos de la reacción de síntesis
La síntesis de glucógeno catalizada por la glucógeno sintasa no puede sintetizar la primera molécula de azúcar desde cero. Requiere α-1,4-poliglucosa con al menos 4 residuos de glucosa como cebador para reaccionar con UDPG en su extremo no reductor. El grupo de glucosa C1 en UDPG forma α-1,4-poliglucosa con el extremo no reductor C4. de la molécula de glucógeno. Las cadenas glucosídicas producen glucógeno. UDPG es el donante de grupos de glucosa activos y consume UTP en su proceso de producción, por lo que la síntesis de glucógeno es un proceso que consume energía. La glucógeno sintasa solo puede promover enlaces α-1,4-glucosídicos, por lo que la enzima cataliza la reacción para generar polisacárido lineal. Moléculas como el almidón, estas moléculas están unidas por enlaces α-1,4-glucosídicos. Síntesis de glucógeno
Existe una proteína especial llamada glucógeno en el cuerpo que actúa como un receptor a base de glucosa. Por ejemplo, la primera molécula de glucógeno de glucosa se sintetiza desde cero. La enzima que cataliza esta reacción es la glucógeno iniciasa o sintasa. Luego se sintetiza una cadena de oligosacáridos como cebador y luego la glucógeno sintasa sintetiza el azúcar. Al mismo tiempo, la formación de cadenas ramificadas de glucógeno requiere la catálisis de enzimas ramificadas. La enzima ramificadora transfiere de 5 a 8 cadenas lineales de oligosacáridos de residuos de glucosa a otro átomo de azúcar y las conecta con enlaces α-1,6-glucosídicos para generar cadenas de azúcar ramificadas. La cadena de azúcar continúa alargándose bajo la catálisis de la glucógeno sintasa en su extremo no reductor. Múltiples ramas pueden aumentar la solubilidad en agua del glucógeno y facilitar su almacenamiento. Al mismo tiempo, al descomponer el glucógeno, puede comenzar desde múltiples extremos no reductores al mismo tiempo, aumentando la velocidad de descomposición. [1] Edite este párrafo Descomposición del glucógeno La descomposición del glucógeno no es la reacción inversa de la síntesis de glucógeno. A excepción de la fosfoglucomutasa, otras enzimas son diferentes. Esta reacción incluye los siguientes pasos:
De esta forma, el grupo de azúcar 65,438+0 del glucógeno se convierte en 65,438+0 moléculas de glucosa, pero la fosforilasa sólo actúa sobre el grupo α (65,438+0). → 4) enlace glicosídico, catalizado a 4 residuos de glucosa alejados del enlace glicosídico α (65, 438+0 → 6), ya no funciona, por lo que apareció una enzima desramificadora. La enzima desramificante es una enzima bifuncional que cataliza dos reacciones de desramificación del glucógeno. La primera función es la actividad de la 4-α-d-glucano transferasa, es decir, el grupo triglicano en la cadena ramificada del tetraglicano del glucógeno se transfiere a la proteína enzimática y luego se transfiere a la misma molécula o fase de glucógeno. con cuatro grupos hidroxilo libres adyacentes a los extremos de la molécula de glucógeno generan α (65438+). Como resultado, la cadena lineal se extendió con tres residuos de glucosa (Figura 5-6), dejando solo un residuo de glucosa en la rama α(1→6). Este grupo de glucosa se hidroliza en glucosa libre catalizada por otra función de la enzima desramificante, a saber, la actividad 1,6-glucosidasa, en sinergia con la fosforilasa y las enzimas desramificantes. Descomposición del glucógeno (Figura 1)
Descomposición del glucógeno (Figura 2)
[1] Editar en este párrafo Regulación del metabolismo del glucógeno Regulación alostérica del metabolismo del glucógeno
Regulación de la síntesis y descomposición del glucógeno
La glucosa 6-fosfato puede activar la glucógeno sintasa, estimular la síntesis de glucógeno, inhibir la glucógeno fosforilasa y prevenir la descomposición del glucógeno. El ATP y la glucosa también son inhibidores de la glucógeno fosforilasa. Altas concentraciones de AMP pueden activar la glucógeno fosforilasa B inactiva y acelerar la descomposición del glucógeno. El Ca2+ puede activar la fosforilasa quinasa, que a su vez activa la fosforilasa y promueve la descomposición del glucógeno.
Regulación hormonal
La adrenalina y el glucagón en el cuerpo pueden amplificarse paso a paso a través de la reacción enzimática ligada al AMPc, formando un sistema de control que regula la síntesis y descomposición del glucógeno.
Inhibición de la síntesis de glucógeno (Figura 1)
Inhibición de la síntesis de glucógeno (Figura 2)
Cuando el cuerpo se ve afectado por algunos factores, como la reducción de la concentración de azúcar en sangre, actividad extenuante, etc. ., promueve una mayor secreción de epinefrina y glucagón. Estas dos hormonas se unen a los receptores de la membrana celular en tejidos como el hígado o el músculo. La proteína G media la activación de la adenilil ciclasa, lo que aumenta la producción de AMPc y activa la proteína quinasa dependiente de AMPc. Por un lado, la proteína quinasa activada fosforila la glucógeno sintasa A activa a glucógeno sintasa B inactiva (Figura 4-9, por otro lado, la fosforilasa quinasa inactiva se fosforila en fosforilasa quinasa activa. La fosforilasa quinasa activa fosforila aún más la glucógeno fosforilasa B inactiva); en glucógeno fosforilasa A activa (Figura 4? 0). El resultado final es inhibir la producción de glucógeno, promover la descomposición del glucógeno y descomponer el glucógeno hepático. Libera glucosa en la sangre, aumenta la concentración de azúcar en la sangre y descompone el glucógeno muscular para la contracción muscular. 【1】Editar este párrafo La glucogenogénesis se refiere al proceso de síntesis de glucógeno a partir de monosacáridos como la glucosa en los organismos. Es el proceso inverso a la descomposición del glucógeno. El proceso más común de producción de glucógeno mediante el proceso inverso de la glucólisis con lactosa de bajo peso molecular se llama gluconeogénesis para distinguirlo. Este es un proceso importante de almacenamiento de energía en los animales, principalmente en el hígado o los músculos. Después de digerir los alimentos, los órganos digestivos inhalan la glucosa en la sangre y la transportan al hígado a través de la vena porta hepática. En el hígado, se fosforila en glucosa 6-fosfato bajo la acción de la hexoquinasa y ATP, y luego se convierte en glucosa 6-fosfato. UDP glucosa a través de glucosa 1-fosfato, y luego genera glucógeno bajo la acción de la glucógeno sintasa. En este momento, se forma un enlace α-1,4-glicosídico, pero su enlace α-1,6 se forma bajo la acción cooperativa de una transglicosidasa llamada enzima desramificadora. Además, para provocar esta reacción se necesita una pequeña cantidad de polisacárido (como el propio glucógeno) como cebador. Esta reacción también ocurre en microorganismos como la levadura, y es similar en el almacenamiento de almidón y la formación de polisacáridos bacterianos en las plantas superiores. Pero como los organismos son diferentes, sus enzimas y vías de reacción también son algo diferentes. Los animales y las plantas utilizan glucosa y sacarosa como componentes importantes de energía y fluidos corporales, respectivamente. El funcionamiento normal de los tejidos se lleva a cabo bajo una buena regulación de los niveles de concentración de estas sustancias, y en esta regulación juega un papel importante la síntesis de glucógeno. [4] Edite el papel del glucógeno en este párrafo. Los carbohidratos son el material de suministro de energía más importante para el cuerpo humano y se absorben principalmente en forma de glucosa. La glucosa se oxida rápidamente para proporcionar energía. El azúcar también es una materia prima importante para el organismo y participa en muchas actividades de las células. Las glicoproteínas, como las sintetizadas a partir de azúcares y proteínas, son componentes de anticuerpos, enzimas y hormonas. Los glicolípidos se sintetizan a partir de azúcares y lípidos. Es la materia prima de las membranas celulares y del tejido nervioso. El azúcar juega un papel especial en el mantenimiento de la función. El azúcar tiene un efecto desintoxicante. Cuando el almacenamiento de glucógeno es suficiente, se puede mejorar la resistencia, los alimentos pueden proporcionar suficiente azúcar y se puede reducir el consumo de energía proteica. El hígado es un órgano importante que regula la concentración de azúcar en sangre. El glucógeno original en el hígado representa aproximadamente del 5 al 6% del peso del hígado, y el glucógeno promedio en adultos es de aproximadamente 100 gramos. Cuando se consume una gran cantidad de alimentos azucarados durante mucho tiempo, el glucógeno hepático puede alcanzar unos 150 g, y en personas sanas y obesas, puede llegar incluso a 150 ~ 200 g. Cuando pasan hambre durante más de 10 horas, se consume la mayor parte del glucógeno hepático. Cuando el nivel de azúcar en sangre es demasiado bajo o desaparece el apetito, se puede administrar glucosa por vía oral o intravenosa. Después de la administración oral, la glucosa se absorbe a través de la vena porta y se dirige al hígado, lo que la hace más beneficiosa que la infusión intravenosa. Si los pacientes con enfermedad hepática tienen intolerancia a la glucosa, niveles elevados de azúcar en sangre y diabetes hepatogénica, no deben inyectarse glucosa por vía intravenosa ni tomar glucosa por vía oral.