Synteza glikogenu (glikogenogeneza)

1. Konwersja do glukozo-6-fosforanu

Substratem wyjściowym do produkcji glikogenu jest glukozo-6-fosforan, który powstaje z

glukozy w mięśniach i wątrobie przy udziale odpowiednio heksokinazy i glukokinazy.

Obecna w komórkach fosfoglukomutaza przeprowadza go w glukozo-1-fosforan, poprzez

pośredni 1,6-bisfosforan.

Fosfoglukomutaza

- katalizuje reakcję odwracalną

- grupa OH seryny w miejscu aktywnym pełni rolę donora i akceptora Pi.

- bisfosforan nie jest uwalniany.

2. Kolejnym etapem jest aktywacja glukozo-1-fosforanu zachodząca w jego rekcji z

urydynotrifosforanem – UTP, w efekcie, czego powstaje urydynodifosfoglukoza –

UPDGlc. Reakcję tę katalizuje pirofosforylaza UDPGlc. Zachodzące w tej przemianie

2rozerwanie PPi

jest jedynym energetycznym kosztem syntezy (1 ~P wiązanie na resztę

glukozy).

Glikogenina – białko o aktywności enzymu

•„primer” w syntezie glikogenu.

•Masa cząsteczki 37 kDa.

•Dimer – cząsteczki glikozylują się wzajemnie. Do reszty Tyr dodawana jest pierwsza

reszta glukozy.

•W mięśniowym glikogenie związana na stałe z centrum jego cząsteczki a w wątrobie

moŜe być uwalniana.

3. Przyłączanie pierwszej reszty glukozy do glikogeniny.

Pomiędzy anomerycznym węglem C1 reszty glukozy a tlenem grupy -OH tyrozyny w

glikogeninie tworzy się wiązanie glikozydowe.

4. Glukozylacja.

Wolna pozostaje gr. –OH węgla C4 w reszcie glukozy, do której są przyłączane kolejne

reszty glukozy. Zachodzi wówczas proces zwany glukozylacją – glikogenina katalizuje

dodawanie kolejnych reszt glukozy do momentu powstania, połączonego wiązaniami α(1-4) z

cząsteczką glikogeniny, krótkiego liniowego polimeru glukozy.

glikogen(n reszt) + UDP-glukoza glikogen(n +1 reszt) + UDP

5. Synteza liniowej cząsteczki glikogenu.

Syntaza glikogenowa – najwaŜniejszy enzym prowadzący dalsza syntezę łańcucha

glikogenu.

6.Synteza rozgałęzień

Rozgałęzienia powstają, co 11 reszt z udziałem enzymu rozgałęziającego (amylo-[1-4]-

[1-6]-transglukozydaza).

Synteza glikogenu:
W procesie tym uczestniczą 3 enzymy:
– pirofosforylaza UDP – glukozy (urydynodifosforan)
– Syntaza glikogenowa
– Enzym rozgałęziający
Pierwszy enzym odpowiedzialny jest za syntezę aktywnej glukozy tj. UDP – glukozy, która wytwarzana jest z glukozo – 1– fosforanu i urydynotrifosforanu (UTP). Proces syntezy glikogenu podobnie jak wszystkich innych makrocząsteczek wymaga zaktywowanego substratu. Drugi enzym (Syntaza glikogenowa) przenosi reszty glukozowe z UDP – glukozy na cząsteczkę wydłużającego się glikogenu. Wydłużenie łańcucha polega na wytworzeniu wiązania a-1,4-glikozydowego i umieszczeniu tej cząsteczki od końca nieredukującego. Enzym ten do rozpoczęcia swojej działalności wymaga tzw. inicjatora tzn. glikogeniny. Glikogenina zbudowana jest z białek połączonych z oligosacharydem pozostałym po rozkładzie glikogenu. Trzeci enzym przenosi proste oligosacharydy do wnętrza cząsteczki i przyłącza ją tworząc wiązania a-1,6-glikozydowe.