GLICOGENO
POLISACCARIDI La maggior parte dei carboidrati che si ritrovano in natura sono polimeri ad alto peso molecolare chiamati polisaccaridi L u n i t à m o n o s a c c a r i d i c a p i ù frequente nei polisaccaridi è il D- glucosio
Si distinguono: Omopolisaccaridi Eteropolisaccaridi Un solo tipo di monomero Due o più tipi di monomeri I più comuni polisaccaridi sono: AMIDO CELLULOSA GLICOGENO DESTRINA
Amido con Polisaccaridi Nutrizionali : Miscela di catene lineari di glucosio e catene ramificate ramificazioni ogni 24-30 unità Glicogeno: Catene con ramificazioni ogni 8-12 unità di glucosio -Le ramificazioni aumentano la velocità di degradazione - I Polimeri minimizzano gli effetti osmotici e di concentrazione
Amido L amido costituisce la principale riserva vegetale, PM 100 Kda, formato da una miscela di: Amilosio catene lineari di α-d- 5-20 % glucosio (α-1,4) Amilopectina catene ramificate di 85-80 % α-d-glucosio (α-1,4) e (α-1,6) nei punti di ramificazione
Amilosio Amilopectina
Glicogeno Negli animali, il glicogeno è la principale fonte di riserva di carboidrati; esso viene accumulato sopratutto nel fegato e nel muscolo scheletrico E un omopolimero ramificato costituito da molecole di glucosio tenute insieme da legami a-(1,4) e a-(1,6) nei punti di ramificazione (8-12 residui) Costituisce una struttura molto compatta (granuli) che permette l accumulo di grandi quantità di energia in un piccolo volume, in forma insolubile
Glicogeno
Struttura compatta e ramificata PM = fino a 10 8 massa che equivale a 6x10 5 residui di glucosio
GLIGOGENOLISI Fosforolisi e non idrolisi Vantaggio metabolico: il prodotto è un G-1P che entra nella glicolisi
L enzima deramificante È una α (1,4) glicosiltransferasi e una α (1,6) glicosidasi; le 2 attività sono localizzate in 2 siti separati della stessa proteina In una prima fase, l enzima stacca (attività transferasica) un blocco di tre residui dalla ramificazione ad una estremità non riducente vicina, con formazione di un legame (a 1-> 4) glicosidico. Il residuo coinvolto nella formazione della ramificazione (legame a 1-> 6) viene rilasciato direttamente come glucosio libero (attività glucosidasica).
La glicogeno fosforilasi Catalizza la fosforolisi del glicogeno a glucosio-1-p È regolata sia da interazioni allosteriche che da modificazioni covalenti Utilizza il piridossal-5 -fosfato come cofattore Non può staccare residui oltre 4 unità da un punto di ramificazione
La fosfoglucomutasi La scissione del glicogeno ad opera della glicogeno fosforilasi produce G1P, che viene trasformato in G6P dalla fosfoglucomutasi Il G6P può entrare nella glicolisi oppure nella via dei pentosi fosfati Nel fegato la glucosio-6 fosfatasi idrolizza il G6P in glucosio che può così essere esportato ad altri organi
GLICOGENOSINTESI
Almeno 8 residui glu
1) La glicogeno sintasi allunga la catena lineare aggiungendo una decina di residui 2) L enzima ramificante catalizza il trasferimento di un segmento terminale (6-7 molecole di glucosio) al C-6 di un residuo di glucosio della stessa o di un altra catena (legame glicosidico α 1 6)
Regolazione della sintesi e della degradazione del glicogeno Sintesi e degradazione del glicogeno sono co-regolate in modo da non funzionare simultaneamente La regolazione comporta sia un CONTROLLO ALLOSTERICO sugli enzimi, sia un CONTROLLO ORMONALE che induce una modificazione covalente degli enzimi coinvolti (glicogeno sintasi e glicogeno fosforilasi)
E necessario distinguere la regolazione del metabolismo del glicogeno nei due tessuti in cui é maggiormente presente MUSCOLO e FEGATO Usa le riserve di glucosio per produrre ATP per le proprie esigenze Mantiene l omeostasi del glucosio di tutto l organismo
Controllo mediante modificazione covalente della glicogeno fosforilasi e della glicogeno sintasi La glicogeno sintasi e la glicogeno fosforilasi possono esistere in due forme: la forma (a) attiva e la forma (b) inattiva La glicogeno sintasi è nella forma attiva (a) quando è defosforilata La glicogeno fosforilasi è nella forma attiva (a) quando è fosforilata.
Struttura della glicogeno fosforilasi
Glicogeno fosforilasi a e b
Regolazione ormonale della Glicogenolisi
Regolazione ormonale del metabolismo del glicogeno
Regolazione della Glicogeno fosforilasi
Questo sistema risponde ad un numero più elevato di effettori rispetto ai sistemi regolati allostericamente Il meccanismo a cascata amplifica enormemente il s e g n a l e. I n q u e s t o meccanismo sono coinvolti 3 enzimi: 1. La proteina chinasi camp dipendente 2. La fosforilasi chinasi 3. La
Modificazione allosterica nel fegato
Glicogeno fosforilasi a e b
Glicogeno fosforilasi b Regolazione allosterica della fosforilasi b nel muscolo
Glicogeno fosforilasi a Regolazione allosterica della fosforilasi a nel fegato
Glicogeno fosforilasi a e b nel fegato
Il bilancio netto tra la sintesi del glicogeno sintesi e la sua demolizione viene controllato dai livelli ormonali di insulina e glucagone. Questi, regolando i livelli di camp, determinano i rapporti tra le forma attive di glicogeno sintasi e glicogeno fosforilasi. Gli stessi ormoni regolano anche i livelli di F2,6BP e dunque il bilancio tra glicolisi e gluconeogenesi. L adrenalina o epinefrina ha effetti simili a quelli del glucagone ma il tessuto bersaglio di questo ormone è tipicamente il muscolo, mentre il glucagone agisce essenzialmente a livello del fegato.
SCHEMA RIASSUNTIVO G l u c a g o n e Stimola la gluconeogenesi e la demolizione del glicogeno a livello epatico I n s u l i n a Stimola la glicolisi e la glicogenosintesi a livello epatico A d r e n a l i n a Stimola la demolizione del glicogeno (fegato e muscolo) e la gluconeogenesi (fegato)