7. Glikogenogeneza - proces syntezy glikogenu, w którym cząsteczki glukozy są dodawane kolejno do łańcuchów glikogenu w celach gromadzenia zapasów do spożytkowania w przyszłości. Zachodzi w cytozolu komórek mięśniowych i wątrobowych.
Etapy glikogenogenezy:
Fosforylacja glukozy z użyciem ATP. Reakcja katalizowana przez heksokinazę (mięśnie) lub glukokinazę (wątroba). Produkt: glukozo-6-fosforan.
Izomeryzacja glukozo-6-fosforanu. Enzym: fosfoglukomutaza. Powstaje glukozo-1-fosforan.
Reakcja glukozo-1-fosforanu z UTP. Enzym: pirofosforylaza UDP-glukozy. Powstaje UDP-glukoza i pirofosforan (PPi).
Hydroliza powstałego pirofosforanu do 2 cząsteczek nieorganicznego fosforanu (Pi).
Przyłączenie glukozy z UDP-glukozy do startera (tworzenie wiązań alfa-1,4-glikozydowych). Tym starterem może być:
fragment łańcucha glikogenu. Reakcja zachodzi dzięki syntazie glikogenowej i powstaje wydłużony łańcuch glikogenu.
glikogenina - białko, które może przyłączyć glukozę poprzez grupę OH w reszcie tyrozyny. Enzymem który działa w takiej reakcji jest syntaza startera glikogenu. Do takiej glikogeniny związanej z glukozą mogą przyłączać się kolejne cząsteczki glukozy.
Starter jest wymagany ponieważ syntaza glikogenowa nie potrafi rozpocząć syntezy łańcucha glikogenowego używając wolnej glukozy (czyli nie może zajść reakcja UDP-glukoza + pojedyncza glukoza pływająca sobie w cytozolu).
UDP reaguje z ATP i odtwarza się UTP, które może być znów użyte w punkcie 3. Enzym: kinaza difosfonukleozydowa.
Rozgałęzianie łańcucha glikogenowego. Gdy taki łańcuch składa się z około 12 glukoz, enzym rozgałęziający (1,4-1,6-transglukozydaza) przecina ten łańcuch w połowie - odłącza 6 glukoz i przyłącza je do pozycji szóstej węgla w glukozie z drugiej połowy przeciętego łańcucha. Tworzy się wiązanie alfa-1,6-glikozydowe.
Komórka rozgałęzia glikogen, ponieważ powstaje wtedy więcej końców nieredukujących, które mogą być dalej wydłużane. Rozgałęziony glikogen jest łatwiej rozpuszczalny i łatwiej ulega glikogenolizie.
Warunki przebiegu: muszą być obecne wszystkie substraty i enzymy potrzebne w całym procesie (na logikę, bo nic na ten temat nie ma).
Regulacja glikogenogenezy:
a) Regulacja allosteryczna:
Syntaza glikogenowa jest aktywowana allosterycznie przez wysokie stężenie glukozo-6-fosforanu i ATP
b) Regulacja hormonalna:
Insulina: powoduje spadek poziomu cAMP (poprzez aktywację fosfodiesterazy); cAMP hamuje syntazę glikogenową, czyli insulina pobudza glikogenogenezę,
Glukagon, adrenalina: wzrost poziomu cAMP (poprzez aktywację cyklazy adenylowej), czyli hamują glikogenogenezę.
Jak to działa? cAMP aktywuje `kinazę białek zależną od cAMP', która razem z kinazą fosforylazy i kinazą zależną od kalmoduliny (obie aktywowane przez jony wapnia) oraz GSK (kinazami -3, -4 i -5 syntazy glikogenowej), katalizują proces fosforylacji aktywnej formy syntazy glikogenowej (formy a) do ufosforylowanej formy b (formy nieaktywnej).
Kinaza białek zależna od cAMP aktywuje też inhibitor-1, który hamuje fosfatazę białek (fosfataza defosforyluje formę b syntazy do formy a, czyli aktywuję syntazę). Przeciwnie działa insulina, która pobudza powyższą fosfatazę białek, a także redukuje poziom cAMP poprzez aktywację fosfodiesterazy.