Il metabolismo del glicogeno e la gluconeogenesi. Copyright 2013 Zanichelli editore S.p.A.

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1 Il metabolismo del glicogeno e la gluconeogenesi Copyright 2013 Zanichelli editore S.p.A.

2 Capitolo 16 La demolizione del glicogeno Concetti chiave 16.1 Il glicogeno, la forma di immagazzinamento del glucosio, è un polimero ramificato. La mobilizzazione del glucosio nel fegato coinvolge una serie di reazioni che dal glicogeno portano a glucosio-1-fosfato, glucosio-6-fosfato e infine a glucosio.

3 Schema generale del metabolismo del glucosio

4 Struttura del glicogeno

5 Struttura ramificata del glicogeno

6 Granulo di glicogeno

7 Il cofattore PLP della fosforilasi

8 L'enzima deramificante del glicogeno

9 Scheda 16.2: Le malattie da accumulo di glicogeno

10 Capitolo 16 La demolizione del glicogeno Punto di verifica 16.1 Elencate le fonti metaboliche e i destini del G6P. Descrivete la struttura di una molecola di glicogeno. Qual è il vantaggio della sua struttura ramificata? Elencate i tre enzimi coinvolti nella degradazione del glicogeno e descrivete i tipi di reazioni che catalizzano. Elencate gli attivatori e gli inibitori della glicogeno fosforilasi. In che modo la fosforilazione influenza la sua attività catalitica?

11 Capitolo 16 La sintesi del glicogeno Concetti chiave 16.2 La sintesi del glicogeno nel fegato coinvolge una serie di reazioni che da glucosio portano a glucosio-6-fosfato, UDP-glucosio e, infine, a glicogeno. L'UDP-glucosio è una molecola attivata. Il glicogeno viene allungato a partire da un innesco costruito dalla proteina glicogenina su se stessa.

12 Le vie opposte di sintesi e di degradazione del glicogeno

13 Diagramma di processo del meccanismo di reazione della UDP-glucosio pirofosforilasi

14 Un inibitore della glicogeno sintasi

15 La reazione catalizzata dalla glicogeno sintasi

16 L'enzima ramificante del glicogeno

17 Capitolo 16 La sintesi del glicogeno Punto di verifica 16.2 Perché le vie opposte biosintetiche e degradative devono utilizzare almeno un enzima differente? Elencate i tre enzimi coinvolti nella sintesi del glicogeno e descrivete i tipi di reazioni che catalizzano. Qual è la fonte di energia per la sintesi del glicogeno? Descrivete il ruolo della glicogenina.

18 Capitolo 16 Il controllo del metabolismo del glicogeno Concetti chiave 16.3 I processi opposti di demolizione e di sintesi del glicogeno sono regolati reciprocamente da interazioni allosteriche e modificazioni covalenti degli enzimi chiave. Il metabolismo del glicogeno è fondamentalmente sotto il controllo di ormoni quali l'insulina, il glucagone e l'adrenalina.

19 La glicogeno fosforilasi è un enzima allosterico modificabile tramite fosforilazione

20 Il sistema enzimatico di interconversione della glicogeno fosforilasi

21 La fosforilasi chinasi è simile alla subunità C della PKA Complesso della fosforilasi chinasi con un peptide substrato PDBid 2PHK

22 La regolazione della fosfoproteina fosfatasi-1 nel muscolo

23 I principali sistemi di fosforilazione/defosforilazione nel metabolismo del glicogeno

24 L'ormone polipeptidico glucagone

25 Controllo ormonale del metabolismo del glicogeno

26 Capitolo 16 Il controllo del metabolismo del glicogeno Punto di verifica 16.3 Riassumete gli effetti dell'amp e del G6P sulla glicogeno fosforilasi e sulla glicogeno sintasi. Riassumete gli effetti della fosforilazione e della defosforilazione sulla glicogeno fosforilasi e sulla glicogeno sintasi. Perché un sistema di fosforilazione/defosforilazione permette una regolazione più sensibile di un processo metabolico rispetto a un semplice sistema allosterico?

27 Capitolo 16 Il controllo del metabolismo del glicogeno Punto di verifica 16.3 Disegnate un grafico, simile a quello mostrato nella figura 16.13, che illustri come una chinasi e una fosfatasi possono regolare le attività di due enzimi che catalizzano processi opposti. Quali sono le differenze nella regolazione del metabolismo del glicogeno tra il fegato e il muscolo? Riassumete gli effetti dell'insulina, del glucagone e dell'adrenalina sul metabolismo del glicoeno. Quali sono gli effetti intracellulari del camp e del Ca2+?

28 Capitolo 16 La gluconeogenesi Concetti chiave 16.4 Il fegato e il rene possono sintetizzare glucosio da lattato, piruvato e amminoacidi. La gluconeogenesi è per larga parte l'inverso della glicolisi, in cui la reazione della piruvato chinasi è sostituita dalle reazioni della piruvato carbossilasi e della fosfoenolpiruvato carbossichinasi. Le reazioni della fosfofruttochinasi e dell'esochinasi sono sostituite da reazioni catalizzate da fosfatasi. La glicolisi e la gluconeogenesi sono reciprocamente regolate tramite effetti allosterici, fosforilazioni e cambiamenti della velocità di sintesi degli enzimi.

29 I precursori non saccaridici del glucosio devono essere convertiti in ossalacetato

30 Glicolisi e gluconeogenesi a confronto

31 Glicolisi e gluconeogenesi a confronto

32 Glicolisi e gluconeogenesi a confronto

33 La conversione del piruvato a PEP

34 La reazione catalizzata dalla piruvato carbossilasi

35 La reazione catalizzata dalla PEP carbossichinasi (PEPCK)

36 Biotina e carbossibiotinil-enzima

37 Il cofattore biotina

38 Il gruppo prostetico del carbossibiotinil-enzima

39 Il trasporto del PEP e dell'oaa

40 I cicli del substrato nel metabolismo del glucosio

41 Il F2,6P attiva la PFK e inibisce la FBPasi

42 Formazione e degradazione del F2,6P

43 Gli eventi metabolici che collegano una bassa [glucosio] con la gluconeogenesi nel fegato

44 L'alanina e altri effettori influenzano il flusso gluconeogenetico

45 Capitolo 16 La gluconeogenesi Punto di verifica 16.4 Quali sono i substrati della gluconeogenesi? Qual è il ruolo degli acidi grassi nella gluconeogenesi? Descrivete le reazioni della gluconeogenesi. Quali di queste non sono condivise dalla glicolisi? Perché il sistema navetta malato-asparato è importante per la gluconeogenesi? Qual è il costo energetico netto per sintetizzare una molecola di glucosio a partire da due molecole di piruvato? Quali sono i potenziali punti di controllo della gluconeogenesi? Descrivete il ruolo del fruttosio-2,6-bisfosfato nel regolare la gluconeogenesi e la glicolisi.

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