تجزیه و سنتز گلیکوژن 1
اهداف:
آشنایی با سنتز و تجزیه گلیکوژن
آشنایی با مراحل مختلف تجزیه و سنتز گلیکوژن
آشنایی با نحوه تنظیم و آنزیم های دخیل در سنتز و تجزیه گلیکوژن
آشنایی با برخی بیماری های نقص در متابولیسم گلیکوژن
شرح درس:
گلیکوژن یکی از اشکال ذخیره ی آماده از گلوکز است. گلیکوژن پلیمری بسیار بزرگ به حالت شاخه دار است که از زیر واحدهای گلوکز ساخته شده است. این مولکول در شرایط نیاز به انرژی شکسته می شود و به مولکول های گلوکز تبدیل می شود. اما چرا فقط بخشی از انرژی به صورت گلیکوژن ذخیره می شود زیرا گلوکز تهیه شده از گلیکوژن در نبود اکسیژن نیز انرژی تولید می کند و بنابراین برای فعالیت های بی هوازی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
در بدن گلیکوژن در کبد و ماهیچه اسکلتی ذخیره می گردد. به طوری که در کبد تراکم گلیکوژن و در ماهیچه اسکلتی، گلیکوژن بیشتری یافت می گردد. در کبد سنتز و تجزیه ی گلیکوژن به گونه ای تنظیم می گردد که گلوکز خون در سطوح مناسب برای تامین نیازهای یک موجود زنده نگه داشته می شود. اما در ماهیچه این فرایند به گونه ای تنظیم می گردد که نیازهای انرژی خود ماهیچه را تامین نماید.
اما تجزیه گلیکوژن فرایند پیچیده ای است که می توان آن را به سه مرحله تقسیم نمود:
بنابراین محصول سه مرحله فوق گلوکز 6-فسفات است که می تواند سه سرنوشت داشته باشد:
چندین آنزیم در متابولیسم گلیکوژن وجود دارد اما چهار آنزیم دارای فعالیت آنزیمی بیشتری هستند. این آنزیم ها تاثیر بیشتری روی تجزیه کارای گلیکوژن داشته و تامین گلوکز 6- فسفات برای متابولیسم دارند. یکی از این آنزیم ها برای تجزیه گلیکوژن، دو آنزیم برای بازآرایی گلیکوژن و یکی برای تبدیل محصول تجزیه ی گلیکوژن به شکلی که برای متابولیسم مناسب است می باشند.
گلیکوژن فسفریلاز آنزیم کلیدی در تجزیه ی گلیکوژن است که شکست این مولکول را با افزودن گروه فسفات سبب می شود و گلوکز 1- فسفات تولید می کند. این قند به علت بار منفی که دارد نمی تواند از سلول خارج شود و همچنین در این فرایند انرژی مصرف نمی شود زیرا قند رها شده فسفریله است. این قند نیز توسط آنزیمی دیگر به قند گلوکز 6- فسفات تبدیل می گردد.
دو آنزیم ترانسفراز و 6- گلوکزیداز سبب بازآرایی و آماده شدن گلیکوژن برای ادامه تجزیه توسط فسفریلاز می گردد. در حقیقت عملکرد این دو آنزیم تبدیل ساختار شاخه دار به ساختار خطی است.
فیلم:
جهت دریافت فایل آموزشی کلیک کنید.
گلوکز 6- فسفات محصول تجزیه گلیکوژن است. این محصول می تواند در فرایند گلیکولیز تبدیل به پیرووات شود. هم چنین این قند می تواند، محصولات اولیه که خود از آن ها به وجود آمده را تولید کند.
یکی از آنزیم های موجود در کبد به نام گلوکز 6-فسفاتاز است که سبب جداشدن گروه فسفریل و تشکیل گلوکز آزاد و فسفات می باشد. این آنزیم در سمت داخل غشای آندوپلاسمی صاف قرار دارد و در پایان گلوکونئوژنز نیز همین آنزیم سبب رهایی گلوکز آزاد می گردد. گلوکز 6- فسفات حاصل از تجزیه گلیکوژن به شبکه آندوپلاسمی منتقل می شود و گلوکز و فسفات حاصل از هیدرولیز دوباره به سیتوزول باز می گردد. این آنزیم در بسیاری از بافت ها وجود ندارد و بنابراین قند گلوکز6- فسفات برای تولید ATP در آن بافت ها باقی می ماند اما کبد که دارای این آنزیم است سبب تشکیل گلوکز می شود و بنابراین از گلوکز به عنوان سوخت اصلی خود استفاده نمی کند. لذا کبد در حین فعالیت ماهیچه ای و در بین وعده های غذایی گلوکز را وارد خون می کند که توسط مغز و ماهیچه های اسکلتی جذب می شود.
