Metabolizem glikogena

Question 1

funkcija glikogena

Answer 1

glavni rezervni polisaharid v živalskih celicah

Question 2

zgradba glikogena

Answer 2

D-glukoze povezane z alfa(1-4) glikozidnimi vezmi z razvejitvami na vsakih 10 enot z alfa(1-6) glikozidnimi vezmi

Question 3

ali ima glikogen reducirajoče konce?

Answer 3

ne, ker so ali vezani v protein ali pa v alfa(1-6) glikozidnih vezeh

Question 4

kje se glikogen nahaja, razlika?

Answer 4

v jetrih - se razgrajuje v glukozo, ko je konc glukoze v krvi nizka
v mišicah - glukoza se uporablja kot vir energije samo za mišice

Question 5

kako se začne sinteza glikogena?

Answer 5

z nastankom primerja:

1. 2 glikogenina se povežeta preko aktivnih mest v glikogeninski dimer
2. glikogeninski dimer se avtoglikozilira na tirozinskih ostankih z UDP-glukozo
3. doda se še 7 glukoz

primer = veriga 8 enot

Question 6

kaj je izhodna spojina sinteze glikogena? funkcija? zakaj?

Answer 6

UDP-glukoza
je donor glukoznih enot
ker glukoza nima nobene izstopajoče skupine, da bi lahko vstopala v reakcije (OH ni ok)

Question 7

kako nastane UDP-glukoza?

Answer 7

1. glukoza-6-fosfat se pretvori v glukozo-1-fosfat s pomočjo fosfoglukomutaze
2. G1P se aktivira z UDP –> nastaneta UDP-glukoza in pirofosfat (encim = glukoza-1-fosfat-uridil transferaza)
3. pirofosfat anorganska fosfataza razcepi na 2 Pi

Question 8

kako (splošno) se sintetizira glikogen?

Answer 8

encim glukogen sintaza dodaja glukozne enote na primer (veriga 8 enot)

Question 9

vir energije za nastanek alfa(1-4) vezi?

Answer 9

cepitev fosfoesterske vezi med UDP in glukozo

Question 10

kaj se zgodi pred vezavo glukoze na glikogensko verigo?

Answer 10

UDP se odcepi od UDP-glukoze

Question 11

kaj se zgod z UDP po odcepitvi od UPD-glukoze?

Answer 11

s pomočjo ATP se pretvori v UTP

Question 12

kako nastanejo alfa(1-6) razvejitve?

Answer 12

z encimom glikozil-(4,6)-transferaza:

1. odcepi 6-8 glukoznih enot iz nereducirajočega konca verige 11ih glukoznih enot
2. oligosaharid prenese na C6 glukoze

Question 13

regulacija glikogen sintaze?

Answer 13

1. alosterična modulacija
   + G6P, glukoza
2. kovalentne modifikacije
   fosforilacija: kinaze (PKA, GSK3)
   defosforilacija: fosfoprotein fosfataze 1 (PP1)

Question 14

oblike glikogen sintaze?

Answer 14

aktivirana - glikogen sintaza a (defosforilirana)

inaktivirana - glikogen sintaza b (fosforilirana)

Question 15

funkcija inzulina pri regulaciji sinteze glikogena?

Answer 15

aktivira PP1 –> defosforilacija –> aktivacija glikogen sintaze
inaktivira GSK3 preko PKB –> aktivacija glikogen sintaze

Question 16

potek razgradnje glikogena?

Answer 16

3 stopnje:

1. FOSFOROLIZA: glikogen fosforilaza odcepi terminalno glukozo iz nereducirajočega konca (cepi alfa(1-4) vez) –> glukoza-1-fosfat
2. CEPITEV RAZVEJITEV:
   - cepi se alfa(1-4) vez ob razvejitvi
   - 4-alfa-D-glukanotransferaza prenese triozo na nered konec
   - cepi se alfa(1-6) vez
   - sprosti se nefosforilirana glukoza
3. IZOMERIZACIJA iz G1P v G6P s pomočjo fosfoglukomutaze

Question 17

kaj vstopa v reakcijo pri fosforolizi?

Answer 17

anorganski fosfat

Question 18

razlika med glikogenolizo in razgradnjo glikogena v jetrih?

Answer 18

glikogenoliza: nastane G6P
jetra: nastane prosta glukoza (se sprosti v kri)

Question 19

kaj se zgodi z G6P, ki nastane pri glikogenolizi?

Answer 19

1. s G6P transporterjem se prenese v lumen ER
2. membransko vezan encim glukoza-6-fosfataza odcepi P
3. glukoza se s pomočjo glukoznega transporterja prenese v citosol
4. glukoza se z GLUT2 prenese v kri

Question 20

značilnosti glukoza-6-fosfataze?

Answer 20

visok Km za G6P

regulacija na ravni substrata

Question 21

kateri encim cepi razvejitve?

Answer 21

derazvejitveni encim

Question 22

razlike med metabolizmom in prebavo glikogena?

Answer 22

katabolizem:

• poteka na granulah glikogena v citosolu
• glavni encim = glikogen fosforilaza
• odcepljajo se G1P
• natančna regulacija
• reakcija fosforilize
• potrebni derazvejitveni encimi

prebava:

• poteka v ustih, tankem črevesju
• glavni encim = alfa-amilaza
• odcepljajo se maltoze, maltotrioze, mejni dekstrini
• ni regulacije
• reakcija hidrolize
• potrebni derazvejilni encimi

Question 23

naloga jeter?

Answer 23

vzdrževanje homeostaze glukoze v telesu

Question 24

kaj aktivira, kaj zavira glikogenolizo?

Answer 24

aktivacija v jetrih: glukagon, adrenalin
aktivacija v mišicah: Ca2+, AMP, adrenalin
zaviranje povsod: inzulin (aktivira sintezo glikogena)

Question 25

regulacija glikogenolize? kateri encimi?

Answer 25

alosterična modulacija, kovalentne modifikacije | encimi = glikogen sintaza, glikogen fosforilaza

Question 26

kovalentne modifikacije glikogen fosforilaze?

Answer 26

sodelujeta encima = glikogen fosforilaza b kinaza in fosfoprotein fosfataza 1 (PP1) Fosforilacija --> AKTIVACIJA glikogenolize 1. adrenalin/glukagon ob vezavi na receptor povzroči sintezo cAMP 2. cAMP aktivira PKA (protein kinaza A) 3. PKA fosforilira glikogen fosforilazo b kinazo 4. fosforilaza b kinaza fosforilira glikogen fosforilazo b --> aktivacija v glikogen fosforilazo a Defosforilacija --> INAKTIVACIJA glikogenolize 1. visoka konc glukoze --> glukoza se veže na glikogen fosforilazo a --> konformacijske spremembe --> boljši substrat za PP1 ALI inzulin --> stimulira PP1 2. fosfoprotein fosfataza 1 defosforilira glikogen fosforilazo a --> glikogen fosforilaza b

Question 27

kako inzulin vpliva na metabolizem glikogena?

Answer 27

spodbuja sintezo glikogena: 1. vpliva na glikogen sintazo - s PKB fosforilira GSK3 --> inaktivira - ker GSK3 ne fosforilira glikogen sintaze je ta AKTIVNA - poteka sinteza glikogena 2. vpliva na glikogen sintazo in glikogen fosforilaze - preko Gm proteina aktivra fosfoprotein fosfatazo (PP1) - aktivna PP1 defosforilira glikogen sintazo --> AKTIVNA in defosforilira glikogen fosforilazo --> INAKTIVNA - poteka sinteza glikogena 3. povzroči transkripcijo proteinov glikolize --> spodbuja glikolizo

Question 28

kako glukagon vpliva na metabolizem glikogena?

Answer 28

spodbuja glikogenolizo/nastanek glukoze: - glukagon se veže na GPCR --> aktivira adenilat ciklazo - pride do povišanja cAMP --> aktivira PKA PKA deluje na več encimov: 1. fosforilira glikogen fosforilazo --> AKTIVACIJA 2. fosforilira glikogen sintazo --> INAKTIVACIJA 3. inhibira encime glikolize --> zmanjšana glikoliza

Question 29

kako adrenalin vpliva na metabolizem glikogena?

Answer 29

spodbuja glikogenolizo, zavira glikogenezo: 1. preko GPCR (kot glukagon) 2. preko alfa-andrenergičnih receptorjev - preko fosfolipaze C se aktivira PKC - PKC cepi PIP2 --> DAG in IP3 - IP3 poviša konc Ca2+ --> aktivacija CaM odvisne kinaze - CaM kinaze in PKC fosforilirajo glikogen sintazo (INAKTIVACIJA) in glikogen fosforilazo (AKTIVACIJA)

Question 30

zakaj pri povečani fizični aktivnosti pride do povečanja razgradnje glikogena?

Answer 30

3 mehanizmi: 1. povečana poraba ATP --> povečana konc AMP --> alosterična aktivacija gikogen fosforilaze 2. ob krčenju mišic se poveča konc Ca2+ --> aktivacija CaM kinaz --> aktivirajo glikogen fosforilazo kinazo --> aktivacija gikogen fosforilaze 3. povečano sproščanje adrenalina preko PKA aktivira glikogen fosforilazo kinazo --> aktivacija gikogen fosforilaze