Embed Size (px)
Citation preview
Katedra chémie, biochémie a biofyziky Ústav biochémie
METABOLIZMUS FRUKTÓZY A GALAKTÓZY METABOLIZMUS GLYKOGÉNU Glykogenéza Glykogenolýza REGULÁCIA METABOLIZMU SACHARIDOV
Metabolizmus fruktózy
Metabolizmus fruktózy
Metabolizmus galaktózy
Metabolizmus galaktózy
METABOLIZMUS GLYKOGÉNU Glykogenolýza
Glykogén – zásobný polysacharid
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O H
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
HH H O
OH
OHH
OH
CH2
HH H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
HH O
OH
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
O
1 4
6
H O
H
OHH
OH
CH2OH
HH H O
H
OHH
OH
CH2OH
HH
O
1
OH
3
4
5
2
glykogén
glukóza je uskladnená vo forme glykogénu hlavne
v pečeni a kostrovom svale
Trávenie polysacharidov
α-amyláza – endoglykozidáza:
amylopektín (glykogén)
↓
maltóza, maltotrióza, oligosacharidy
β-amyláza – exoglykozidáza:
celulóza
↓
celobióza, oligosacharidy
α-(1→6)-glukozidáza:
amylopektín (glykogén)
↓
glukóza, nevetvené oligosacharidy
Glykogenolýza
glykogén
glukóza-1-P
glukóza-6-fosfatáza
glukóza-6-P glukóza + Pi
fruktóza-6-P
fosfofruktokináza
fruktóza-1,6-biP
pokračovanie glykolýzy
Glykogenolýza - fosforolýza
Glykogénfosforyláza
glukóza-1-fosfát
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
OPO32
H
glykogén(n zvyškov) + Pi glykogén (n–1 zvyškov) + glukóza-1-fosfát
glykogénfosforyláza
Odvetvovací enzým
Transferázová aktivita:
prenáša trojglukózový fragment na inú časť reťazca glykogénu, čím ostane na pôvodnom jeden glukózový zvyšok
α-1,6-glukozidázová aktivita:
hydrolyticky odštiepi posledný glukózový zvyšok za vzniku voľnej glukózy (neesterifikovanej)
Glykogenolýza v pečeni
glykogén glukóza
hexokináza al. glukokináza
glukóza-6-fosfatáza glukóza-1-P glukóza-6-P glukóza + Pi
cesta glykolýzy
pyruvát
Pečeňová glukóza-6-fosfatáza zvyšuje glukózu v krvi: glukóza-6-fosfát + H2O glukóza + Pi
hormón (epinefrín al. glukagón)
via G-proteín (G-GTP)
adenylátcykláza adenylátcykláza
(inaktívna) (aktívna)
ATP cyklický AMP + PPi
aktivácia fosfodiesteráza
AMP
proteínkináza A proteínkináza A
(inaktívna) (aktívna)
ATP
ADP
fosforylázakináza fosforylázakináza (P)
(b-inaktívna) (a-aktívna)
fosfatáza ATP
Pi ADP
fosforyláza fosforyláza (P) (b-alosterická) (a-aktívna)
fosfatáza
Pi
Aktivácia glykogén-fosforylázy
Sumár
Účel:
Substrát:
Produkt:
Regulačný enzým:
Subcelulárna lokalizácia:
Orgánová lokalizácia:
Súvis s met. cestami:
uvoľnenie glu-6-P, z neho
glukóza (pečeň), energia (sval)
glykogén
glukóza-6-fosfát
glykogénfosforyláza
cytosol
pečeň, sval
reakcie glu-6-P, glukoneogenéza
METABOLIZMUS GLYKOGÉNU Glykogenéza
Glykogenéza – syntéza glykogénu
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O H
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
HH H O
OH
OHH
OH
CH2
HH H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
HH O
OH
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
O
1 4
6
H O
H
OHH
OH
CH2OH
HH H O
H
OHH
OH
CH2OH
HH
O
1
OH
3
4
5
2
glykogén
(pečeň, kostrový sval)
UDP-glukóza donor glukózových podjednotiek
OO
OHOH
HH
H
CH2
H
HN
N
O
O
OP
O
O
P
O
O
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
UDP-glukóza
UDP-glukózadifosforyláza
OO
OHOH
HH
H
CH2
H
HN
N
O
O
OP
O
O
P
O
O
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
O
P
O
O
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
OO
OHOH
HH
H
CH2
H
HN
N
O
O
OP
O
O
P
O
O
OPO
O
O
PPi
+
UDP-glukóza
glukóza-1-fosfát UTP
UDP-glukózapyrofosforyláza
Glykogenéza
1. Predlžovanie molekuly glykogénu v bunke
2. Primer = glykozylovaný proteín glykogenín
Glykogéniniciátorsyntáza: glykogenín + UDP-glukóza
Glykogénsyntáza:
glykogén(n) + UDP-glukóza glykogén(n +1) + UDP
Glukozyltransferáza prenáša segment z konca glykogénového reťazca na C6 hydroxyl glukózovej podjednotky za vzniku vetvenia α(16) glykozidickej väzby
Amylo-(1,4 1,6) transglykozyláza
Sumár
účel:
substrát:
produkt:
regulačný enzým:
subcelulárna lokalizácia:
orgánová lokalizácia:
súvis s met. cestami:
zásoba glukózy
UDP-glukóza
glykogén
glykogénsyntáza
cytosol
pečeň, kostrový sval
antagonistická regulácia
s glykogenolýzou
Glykogenéza a glykogenolýza
glykogénsyntáza
UTP UDP + 2 Pi
glykogén(n) + glukóza-1-P glykogén(n + 1)
glykogénfosforyláza Pi
Glykogenolýza a osud glykogénu vo svale
glykolýza
pyruvát laktátdehydrogenáza
laktát
anaeróbna glykolýza
pyruvát
dehydrogenáza
acetyl CoA
Pi glykogén
fosforyláza
fosfoglukomutáza
glukóza-1-fosfát
glukóza-6-fosfát
glykogén
CO2 aeróbny metabolizmus
glykogén
X glykolýza
Glykogenolýza a osud glykogénu v pečeni a obličkách
Pi
glykogén fosforyláza
glukóza-1-fosfát
fosfoglukomutáza
glukóza-6-fosfát
(inhibovaná nedostatkom fruktóza-2,6-bisP)
glukóza-6-fosfatáza glukóza
Pi
REGULÁCIA METABOLIZMU SACHARIDOV
Regulácia glykogenolýzy a glykogenézy
inzulín - glukagón
glukagón (29 AMK)
proinzulín
Modifikácie inzulínu
Induktívna sekrécia inzulínu
glukóza
BCAA=branched chain amino acids (AMK s rozvetveným bočným reťazcom)
GIT hormóny: gastrín
sekretín
peptidový hormón GLP-1
Tkanivovo-špecifické glukózové transportéry
názov tkanivo vlastnosti
GLUT1 erytrocyty, väčšina iných základný prísun glukózy
GLUT2 pečeň, pankreatické b-bunky udržiava glykémiu GLUT3 mozog stály prísun GLUT4 svalové a tukové tkanivo inzulínom regulovaný prísun GLUT5 tenké črevo fruktózový transportér SGLT-1 duodenum, obličky aktívny transport SGLT-2 obličky viazaný so sodíkom
IRS-1 =inzulín receptorový substrát PI-3-K =fosfatidyl- inozitol-3-kináza PDK-1=fosfoinozitid dependentná proteínkináza PK-B = proteín- kináza B
GSK-3 =glykogén- syntáza kináza-3
β adrenergný receptor sa viaže s G-proteínom, aktivuje adenylátcyklázovú kaskádu
Receptory s tyrozínkinázovou aktivitou
Ktoré enzýmy sa fosforylujú účinkom glukagónu?
Ktoré enzýmy sa fosforylujú účinkom adrenalínu?
Existuje sekundárny účinok adrenalínu na aktiváciu glykogenolýzy?
Ktoré enzýmy reguluje inzulín vo svale?
Regulačná úloha fruktóza-2,6-bifosfátu, AMP a citrátu
Fruktóza-2,6-bifosfát metabolit regulujúci glykolýzu a glukoneogenézu
Použitá literatúra
www.biology.arizona.edu/.../graphics/04t.gif
web.virginia.edu/.../Images/8883n28_02.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/40/Thylakoid_membrane_(cs).png/500px-Thylakoid_membrane_(cs).png
http://galenus.cz/biochemie-biomolekuly-inzulin.php
