GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

36
1 ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΤΟΥ ΓΛΥΚΟΓΟΝΟΥ ΓΛΥΚΟΓΟΝΟΥ ∆ημήτρης ∆ημήτρης Καρδάσης Καρδάσης Βιοχημεία Βιοχημεία Α Α 2007 2007 - - 2008 2008

description

Uploaded from Google Docs

Transcript of GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

Page 1: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

1

ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΤΟΥΤΟΥΓΛΥΚΟΓΟΝΟΥΓΛΥΚΟΓΟΝΟΥ

∆ηµήτρης∆ηµήτρης ΚαρδάσηςΚαρδάσηςΒιοχηµείαΒιοχηµεία ΑΑ 20072007--20082008

Page 2: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

2

∆οµή∆οµή τουτου γλυκογόνουγλυκογόνου

Page 3: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

3

Page 4: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

4

Χρησιµοποίηση της 6-φωσφορικής γλυκόζης

Page 5: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

5

∆ιάσπαση του γλυκογόνου σε 1-Ρ γλυκόζη από τηνφωσφορυλάση του γλυκογόνου

Page 6: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

6

∆ιάσπαση γλυκοζιτικών δεσµών α-1,6 από την γλυκοζιτάση α-1,6

Page 7: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

7

Μηχανισµός αποδιακλάδωσης στο µόριο του γλυκογόνου

Φωσφορυλάση τουγλυκογόνου

Μεταφοράση

Γλυκοζιτάση α-1,6

Page 8: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

8

Μηχανισµός δράσης της φωσφογλυκοµουτάσης

Page 9: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

9

Θέση δράσης της φωσφατάσης της 6-Ρ γλυκόζης

Page 10: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

10

Η φωσφορυλάση του γλυκογόνου χρησιµοποιείσαν συνένζυµο την φωσφορική πυριδοξάλη (PLP)

Page 11: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

11

∆οµή της φωσφορυλάσης του γλυκογόνου και τωνθέσεων πρόσδεσης υποστρωµάτων και ρυθµιστών

Page 12: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

12

Γενικός µηχανισµός οξεοβασικής κατάλυσης της φωσφορυλάσης τουγλυκογόνου: δηµιουργία καρβοκατιόντος

Page 13: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

13

Στην φωσφορυλάση b, η ισορροπία µεταξύ R και Τ µορφής ευνοείτην µορφή T

Page 14: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

14

Ρύθµιση της φωσφορυλάσης του γλυκογόνου στους µυς από τηνενεργειακή κατάσταση του κυττάρου και από τα επίπεδα της 6-P

γλυκόζης (αναστολή από επανατροφοδότηση)

Page 15: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

15

Ρύθµιση της φωσφορυλάσης του γλυκογόνου στο ήπαρ από ταεπίπεδα της γλυκόζης

(δεν έχουµε ρύθµιση από το ενεργειακό φορτίο)

Τροφές

Page 16: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

16

Ενεργοποίηση της διάσπασης του γλυκογόνου από ορµόνες πουσηµατοδοτούν µέσω του κυκλικού ΑΜΡ

Page 17: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

17

∆ιπλή ρύθµιση της κινάσης της φωσφορυλάσης στους µυς(από ορµονικά ερεθίσµατα και από το Ca 2+)

Χ 4 (1200 Kd)

καλµοδουλίνη

Page 18: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

18

Τερµατισµός της διάσπασης τουγλυκογόνου

• G πρωτεϊνες: µετατροπή GTP σε GDP µετά τοπέρας του σήµατος

• Φωσφοδιεστεράση: cAMP ATP• PKA φωσφορυλίωση της υποµονάδας α τηςκινάσης της φωσφορυλάσης (εκτός από την β) καλύτερο υπόστρωµα για ην αποφωσφορυλίωσηαπό την PP1

• Αποφωσφορυλίωση της φωσφορυλάσης τουγλυκογόνου από την PP1 (a b)

Page 19: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

19

ΣύνθεσηΣύνθεση τουτου γλυκογόνουγλυκογόνου

Page 20: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

20

∆οµή της ενεργοποιηµένης γλυκόζης(UDP-γλυκόζη)

Φωσφοδιεστερικός δεσµός

Page 21: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

21

Σχηµατισµός της UDP-γλυκόζης

Πυροφωσφορυλάσητης UDP-γλυκόζης

πυροφωσφατάση

Ενέργεια γιατην αντίδραση

2 Pi

Page 22: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

22

Σύνθεση γλυκογόνου από ενεργοποιηµένη γλυκόζη(UDP-γλυκόζη)

UDPUDP

Page 23: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

23

Η γλυκογενινη είναι απαραίτητη για την έναρξη τηςσύνθεσης του γλυκογόνου (λειτουργία «εκκινητή»)

1. Η γλυκογονίνη είναι διµερές.2. Τα µόρια γλυκόζης ενώνονται σε

κατάλοιπα τυροσίνης3. Η κάθε υποµονάδα προσθέτει 8

µόρια γλυκόζης στην άλληχρησιµοποιώντας UDP-γλυκόζη

4. Μετά αναλαµβάνει η συνθάση ηοποία δεν µπορεί να δράσει εάνδεν υπάρχουν ήδη κατάλοιπαγλυκόζης σε ένα µόριοπροσχηµατισµένου γλυκογόνου(εκκινητής)

Page 24: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

24

Structure of the glycogenStructure of the glycogen particle.particle.Starting at a central glycogenin molecule, glycogen chains (12 to 14residues) extend in tiers. Inner chains have two (1n6) branches each. Chainsin the outer tier are unbranched. There are 12 tiers in a mature glycogenparticle (only 5 are shown here), consisting of about 55,000 glucose residuesin a molecule of about 21 nm diameter and Mr 107.

Page 25: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

25

Η σύνθεση του ώριµου γλυκογόνου απαιτείένα ένζυµο διακλάδωσης (µεταφοράση)

• Ενζυµο διακλάδωσης: µεγάλη εξειδίκευση(µεταφέρει µια οµάδα 7 καταλοίπων γλυκόζηςπου να προέρχεται από µια αλυσίδα > 11 καταλοίπων).

• Αύξηση της διαλυτότητας• Αύξηση του αριθµού των µη-αναγωγικών άκρων: ταχύτερη σύνθεση και αποικοδόµηση

Page 26: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

26

Ενεργειακό κόστος της αποθήκευσης µορίων γλυκόζηςσε γλυκογόνο

Η συνολική απόδοση της αποθήκευσης είναι περίπου 97%.

1 ATP6-Ρ γλυκόζη γλυκογόνοΗ αποθήκευση κοστίζει λίγο παραπάνω από 1 µόριο ΑΤΡ

λαµβάνοντας υπ’ όψιν ότι το 10% των µορίων γλυκόζης τουγλυκογόνου (στα σηµεία διακλάδωσης) µετατρέπονται σεγλυκόζη και όχι σε 1-Ρ γλυκόζη. Η ενεργειακή απόδοση της

οξείδωσης της γλυκόζης είναι 31 µόρια ΑΤΡ.

0 ATP

31 ATP

CO2 + H2O

Page 27: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

27

Συντονισµένη ρύθµιση της σύνθεσης και τηςαποικοδόµησης του γλυκογόνου από την επινεφρίνη

Page 28: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

28

Ρύθµιση του µεταβολισµού του γλυκογόνουαπό την πρωτεϊνική φωσφατάση 1 (PP1)

PKA

Καταλυτικήυποµονάδα

Υποµονάδα RGI (φέρει την PP1 σεπροσέγγιση µε ταυποστρώµατα)

Αναστολέας

P PΠαρεµπόδισηπρόσδεσης στηνPP1)

RGI

(Πρόσδεση στην PP1και αναστολή)

Προσδένεται στην PP1και την καταστέλει

Page 29: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

29

Ρύθµιση του µεταβολισµού του γλυκογόνου από τηνπρωτεϊνική φωσφατάση 1 (PP1) µε φωσφορυλίωση

Page 30: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

30

Η ενεργοποίηση της πρωτεϊνικής φωσφατάσης 1 (PP1) από τηνινσουλίνη οδηγεί στην συντονισµένη ρύθµιση της φωσφορυλάσης

(απενεργοποίηση) και της συνθάσης (ενεργοποίηση)

Θέση διαφορετική από την θέσηφωσφορυλίωσης από την PKA

Page 31: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

31

Ρύθµιση του µεταβολισµού του γλυκογόνου από ταεπίπεδα της γλυκόζης του αίµατος

Page 32: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

32

Ρύθµιση της φωσφορυλάσης του γλυκογόνου στο ήπαρ από ταεπίπεδα της γλυκόζης

(δεν έχουµε ρύθµιση από το ενεργειακό φορτίο)

Τροφές

Page 33: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

33

Μηχανιµός ρύθµιση του µεταβολισµού του γλυκογόνου στο ήπαραπό τα επίπεδα της γλυκόζης του αίµατος: ο ρολος της

πρωτεϊνικής φωσφατάσης 1 (PP1)

P

P

P

P

ενεργός ανενεργός

Η µυϊκή φωσφορυλάση δενρυθµίζεται από την γλυκόζη ανενεργός ενεργός

Page 34: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

34

ΝόσοιΝόσοι αποθήκευσηςαποθήκευσης τουτου γλυκογόνουγλυκογόνου στονστον άνθρωποάνθρωπο((γλυκογονιάσειςγλυκογονιάσεις) )

Page 35: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

35

Glycogen-Engorged Lysosome. This electron micrograph shows skeletal muscle from an infant with type II glycogen-storage disease (Pompe diseasePompe disease). The lysosomes are filled with glycogen because of a deficiency in a-1,4-glucosidase, a hydrolytic enzyme confined to lysosomes. The amount of glycogen in the cytosol is normal.

Page 36: GLYCOGEN SLIDES 2007-2008

36

ΝόσοιΝόσοι αποθήκευσηςαποθήκευσης τουτου γλυκογόνουγλυκογόνου στονστον άνθρωποάνθρωπο((γλυκογονιάσειςγλυκογονιάσεις) )