Glicogeno
Il glicogeno è il polisaccaride di riserva delle cellule animali (fegato e
muscolo!)
Polisaccaridi
di
riserva
molto
diffusi
nel
mondo
animale/vegetale:
mantengono bassa osmolarità nel citosol
Amiloso
Polimero lineare di glucoso
(1 4)
Amilopectina
Polimero ramificato di glucoso
(1 4) e (1 6)
Cellulosa
Polimero lineare di glucoso
(1 4)
Glicogeno
Polimero ramificato di glucoso: +
ramif. dell’amilopectina
(1 ramif. ogni 8-12 residui)
(1 4) e (1 6)
Fegato: glicogeno tot. ~600 kcal
Densità > muscolo
Glicogeno molto idratato: 1g lega 2 g
d’acqua!
Trigliceridi tot. ~125.000 kcal (anidri!)
Gli enzimi che sintetizzano e
demoliscono il glicogeno
sono associati ai granuli
Muscolo: glicogeno
tot. ~1200 kcal
Glicogeno-lisi
Avviene a partire dalle estremità non riducenti.
Glicogenon + Pi Glicogenon-1 + glucoso 1-P
glicogeno fosforilasi
(fosforil-transferasi)
tanto!
G1P G6P
poco!
Pi/G1P 100
fosfoglucomutasi
G6P entra nel reticolo endoplasmatico (traslocasi) e viene defosforilato (solo
nel fegato!)
G6P + H2O glucoso + Pi
glucoso 6-fosfato fosfatasi
(inducibile)
Glucoso rientra nel citosol attraverso trasportatore ad alta capacità ed esce nel
sangue.
La glicogeno fosforilasi agisce fino a 4 residui da una ramificazione. Poi
interviene enzima de-ramificante: bifunzionale
transferasi (su ultimi 3 residui)
idrolasi su legame (1 6)
La G6Pasi è stabilizzata da una proteina (SP) che lega il Ca2+
Glicogeno-sintesi
Glicogenon + UDP-glucoso Glicogenon+1 + UDP
glicogeno sintasi
(glucosil transferasi)
Glucosio-1-P + UTP UDP-glucoso + PPi
UDP-glucoso
pirofosforilasi
reazione resa irreversibile dall’idrolisi del PPi a 2Pi
Enzima ramificante
Trasferisce ultimi 7 residui da una catena su un’altra catena, in posizione
(1 6), a distanza di almeno 4 residui da un’altra ramificazione
È una transferasi
Aumenta i punti di attacco sulla molecola del glicogeno per enzimi che lo
sintetizzano e demoliscono velocità turnover glicogeno
Glicogenina
Proteina di 37 kDa, funziona da primer x la sintesi del glicogeno (-OH di Tyr)
Catalizza autoglicosilazione di 8 residui (da UDP-G), poi subentra la
La glicogeno sintasi non può legare due residui di glucosio, ma
soltanto allungare una catena di glucano già esistente.
Infatti, nella prima tappa della sintesi del glicogeno interviene un altro
enzima, la tirosina glicosiltransferasi, che attacca un residuo di
glucosio al gruppo OH di una Tyr di una proteina detta glicogenina.
La glicogenina estende autocataliticamente la catena con residui
donati dall’ UDPG ed a questo punto inizia ad agire la glicogeno
sintasi.
La proteina glicogenina (Mr 37 284) innesca la
sintesi del glicogeno legando al gruppo –OH di un
residuo di Tyr del polipeptide un residuo di glucosio.
La reazione utilizza UDP-glucosio e avviene grazie
all’attività
autocatalitica
protein-tirosina
glicosiltransferasica. All’estremità non riducente di
questa prima unità glucosidica legata alla glicogenina
vengono aggiunti altri 7 residui di glucosio ad opera
della glicogenina associata alla glicogeno sintasi
A questo punto, è possibile l’azione diretta della
glicogeno sintasi che si dissocia dalla glicogenina e
sintetizza una catena lineare.
Non appena il numero di residui aggiunti lo permette,
abbiamo l’azione dell’enzima ramificante che
aggiunge una seconda estremità non riducente sulla
quale la glicogeno sintasi può lavorare e così via.
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L’enzima ramificante che catalizza questa reazione è piuttosto esigente:
- il blocco di circa sette residui deve comprendere l’estremità non riducente e
deve provenire da una catena lunga almeno undici residui;
.
Struttura della glicogeno transferasi
- inoltre il nuovo punto di
ramificazione deve distare
almeno quattro residui dal punto
di ramificazione precedente.
4 residui
Nel fegato operano altri meccanismi non ormonali
si lega
attiva
si dissocia
Regolazione del metabolismo del glicogeno epatico ad opera del glucosio.
L’insulina attiva la proteina fosfatasi 1
Subunità per il
riconoscimento
del glicogeno
Regolazione della proteina fosfatasi 1 (PP1)
L’insulina attiva la proteina fosfatasi 1
Benchè l’insulina sia il principale segnale per la sintesi di glicogeno,
il Fegato è sensibile alla concentrazione di glucosio nel sangue
e capta o rilascia glucosio a seconda delle necessità.
Regolazione coordinata del metabolismo del glicogeno
Regolazione del metabolismo Glucosio
nell’attività motoria
(muscolo)
Glut-4 (Ca++)
Glut-1 (insulina)
