La demolizione del glicogeno

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1 La demolizione del glicogeno Conce& chiave Il glicogeno, la forma di immagazzinamento del glucosio nei mammiferi, è un polimero ramificato di D-Glu (PM Da). Un uomo medio può immagazzinare non più di 500 g di glicogeno (1/3 nel fegato e 2/3 nei muscoli scheletrici). 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. Il glicogeno epapco è uplizzato per mantenere costante la glicemia durante le prime fasi di un digiuno o in presenza di un intenso sforzo fisico. Nei tessup extraepapci, il glicogeno è una riserva di energia metabolica rapidamente spendibile anche in condizioni anaerobie.

2 Schema generale del metabolismo del glucosio

3 Struttura del glicogeno

4 Struttura ramificata del glicogeno

5 Glicogeno Fosforilasi La glicogeno fosforilasi, l enzima chiave della glicogenolisi, opera la rimozione dei residui di glucosio dai deposi9 di glicogeno, scindendo per fosforolisi il residuo di Glc all estremità non-riducente delle catene di glicogeno. Il glucosio-1-fosfato che si libera deve conver9to in glucosio-6-fosfato dalla fosfoglucomutasi prima di diventare disponibile come fonte di energia per le cellule.

6 Il cofattore PLP della fosforilasi (derivato dalla vit B6)

7 L'enzima deramificante del glicogeno L enzima deramificante del glicogeno rimuove le ramificazioni del glicogeno, rendendo quindi altre unità glucosidiche accessibili all aeacco da parte della glicogeno fosforilasi. Da un lato, l enzima deramificante trasferisce unità trisaccaridiche da una ramificazione limite all estremità non riducente di un altra ramificazione. Dall altro lato, lo stesso enzima scinde idroli9camente i legami alfa(1-6) liberando le molecole di glucosio rimaste esposte nei pun9 di ramificazione (circa il 10% dei residui totali).

8 Le malattie da accumulo di glicogeno

9 La sintesi del glicogeno Conce& chiave 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.

10 Le vie opposte di sintesi e di degradazione del glicogeno

11 L'enzima ramificante del glicogeno

12 Il controllo del metabolismo del glicogeno Conce& chiave 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.

13 La glicogeno fosforilasi è un enzima allosterico modificabile tramite fosforilazione

14 Il sistema enzimatico di interconversione della glicogeno fosforilasi

15 L'ormone polipeptidico glucagone

16 Controllo ormonale del metabolismo del glicogeno

17 La demolizione del glicogeno Punto di verifica 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?

18 La sintesi del glicogeno Punto di verifica 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?

19 Il controllo del metabolismo del glicogeno Punto di verifica 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.

20 Il controllo del metabolismo del glicogeno Punto di verifica Disegnate un grafico 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 glicogeno. Quali sono gli effetti intracellulari del camp?