Glikojenez ve Glikojenoliz

Slides:



Advertisements
Benzer bir sunumlar
Keton cisimleri Uzm. Dr. Okhan Akın.
Advertisements

YENİ KEŞFEDİLEN YÖNLERİYLE VİTAMİN D
AROMATİK KİMYA Dr. Sedat TÜRE.
KİMYASAL TERMODİNAMİK KAVRAMLARI II
Prof.Dr.Sabahattin MUHTAROĞLU
Hormon Etki Mekanizması
LİPİDLERİN YAPISAL VE İŞLEVSEL ÖZELLİKLERİ III
MİNERALLERİN VÜCUTTAKİ YERİ VE FONKSİYONLARI I
Piruvat Metabolizması
Prof.Dr.Sabahattin Muhtaroğlu
Hazırlayanlar: Fatma Korkmaz Rabia Kızılırmak
Hekzos dönüşümleri ve Uronik asit yolu
BİYOENERJETİK Doç.Dr S.C.
LİPİDLERİN YAPISAL VE İŞLEVSEL ÖZELLİKLERİ IV
Glukoneogenez.
Doç. Dr. Ufuk Çakatay Doç. Dr. Hakan Ekmekçi
MONO- VE DİSAKKARİD METABOLİZMASI
Hücresel Solunum.
KARBONHİDRATLAR.
DEMİR METABOLİZMASI VE ANEMİLER I
METABOLİZMA VE HÜCRESEL ENERJİ KAYNAĞI (ATP)
Reseptörler Prof. Dr. Ç. Hakan KARADAĞ.
YAĞLAR ( Lipidler) Nedir? Lipitlerdir.
Böbrek İşlevleri Böbrekler metabolizma sonucu oluşan atık ürünlerin vücuttan uzaklaştırılmasını sağlayan sistemdir. En önemli işlevi homeostazı korumaktır.Kan.
ADRENAL MEDULLA HORMONLARI
BESLENME VE ENERJİ DENGESİ
KARBOHİDRAT METABOLİZMA BOZUKLUKLARI I
PÜRİN VE PİRİMİDİN METABOLİZMASI BOZUKLUKLARI
KARACİĞER FONKSİYON TESTLERİ
CANLILARDA ENERJİ DÖNGÜSÜ
KANIN BİLEŞİMİ VE İŞLEVLERİ
Protein Metabolizması
İLAÇLARIN MEKANİZMALARI
GLUKOJEN METABOLİZMASI
Düz kaslar.
KARBOHİDRATLARIN YAPISAL VE İŞLEVSEL ÖZELLİKLERİ III
KİMYASAL REAKSİYONLAR
Glukoneogenez Karbohidrat olmayan yapılardan glukoz sentezi. Glikolizin tersi değildir Karaciğer ve böbrekte gerçekleşir. Kas,beyin,
PÜRİN VE PİRİMİDİN METABOLİZMASI
PROTEİN VE AMİNO ASİT METABOLİZMASI VI
Trigliseridler gliserol-3-fosfat ve yağ açil CoA prekürsörlerinden sentezlenir.
AMİNO ASİTLERİN BİYOSENTEZİ VE ANAPLEROTİK REAKSİYONLAR (1 saat)
Amino asid azotunun Metabolizması ve ÜRE SİKLUSU
Doğadaki Enerji Akışı Güneş enerjisi Kimyasal enerjisi ATP Fotosentez olayı ile enerjisi Hareket enerjisi Isı.
LİPİDLERİN YAPISAL VE İŞLEVSEL ÖZELLİKLERİ VIII
PROTEİN VE AMİNO ASİT METABOLİZMASI: AZOT DENGESİ
PÜRİN NÜKLEOTİDLERİNİN SENTEZ VE YIKILIMI II
PİRİMİDİN NÜKLEOTİDLERİNİN SENTEZ VE YIKILIMI II
AMİNOASİT METABOLİZMASI
BAĞIŞIKLIK.
Glikojenez ve Glikojenoliz
Glukoneogenez.
ATP’NİN YAPISI VE HORMONLAR
Karbonhidratlar II Disakkaridler ve Polisakkaridler
Enzimler Biyokimyasal olayların vücutta yaşam ile uyumlu bir şekilde gerçekleşmesini sağlayan biyokatalizörlerdir Bütün enzimler proteindirler (ribozim…katalitik.
PROTEİNLER 2.
FARKLI BESİNLERİN OKSİJENLİ SOLUNUMA KATILIM BASAMAKLARI
METABOLİZMA Yrd. Doç. Dr. Musa KAR.
ATP (ADENOZİN TRİFOSFAT)
ENERJİ OLUŞUMU Enerji, genel anlamda iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanmakta, diğer bir deyişle, organizma iş yaparken enerjiye gereksinim duymaktadır.
4. Enzimler.

EİKOSANOİDLER Eikosanoidler, hücre zarlarında bulunan fosfolipidlerin yapısındaki 20 karbonlu çoklu doymamış bağa sahip yağ asitlerinden sentezlenirler.
LİPİDLERİN YAPISAL VE İŞLEVSEL ÖZELLİKLERİ IV
CANLI VE BİYOKİMYA Prof. Dr. Zeliha Büyükbingöl.
Protein Metabolizması 2 -Üre Siklusu-
YAĞ ASİDİ BİYOSENTEZİ Yağ asidi biyosentezi yetişkin insanda temel olarak karaciğerde (ve daha az olarak meme dokusu ve yağ dokusunda) hücre sitoplazmasında.
SOLUNUM. SOLUNUM SOLUNUM ? Gliserol Gliserol.
Biyosinyalleşme Biyoteknoloji ve Biyokimya Ders Notları
Prof. Dr. Zeliha Büyükbingöl
Sunum transkripti:

Glikojenez ve Glikojenoliz Prof.Dr.Sabahattin Muhtaroğlu

Glikojenez Glukozdan glikojen sentezi demektir. Glikojen glukozun depolanmış şeklidir. Karaciğer % 8(yetişkinlerde 100-120 gram), kas dokusu %1 oranında glikojen içerir. Vücuttaki kas kitlesi karaciğerden daha fazladır, dolayısıyla kastaki glikojen miktarı karaciğerden fazladır. Glukozun fazla çözünürlüğü ve ozmotik olarak aktifliği, depolanmasını zorlaştırmaktadır.

Depolanabilmesi için çözünmeyen polimerlere dönüşmesi gerekir. Organizmanın enerji gereksinimi olmadığı zaman fazla glukoz bu iki organımız tarafından glikojene dönüştürülerek depolanır Glikojenez bir sentez reaksiyonudur ve enerji gerektirir. Enerji UTP den sağlanır. Enerji yüklü glukoz molekülleri, enzimler aracılığı ile primer glikojen molekülüne 1 4 ve  1 6 bağları yaparak bağlanır ve sentez gerçekleşir

UDP-glucose

Glikojen sentezi organizmanın tüm hücrelerinde yapılmakla birlikte, bu işteki en faal iki organımız kana glukoz sağlamakla yükümlü karaciğer ve kasılma için enerji depolayan kas dokusudur.

Karaciğer-kas-Glikojen Karaciğer gerektiği zaman(açlık durumunda) glikojeni serbest glukozlara parçalar ve kan glukozuna katkı yapar. Kas, kan plazmasına katkıda bulunmaz, ancak çalışan kas, kendi metabolik enerjisini üretmekle yükümlüdür.

fosfoglukomutaz Glikojen sentezinin ilk aşamasında glukoz-6-fosfat, fosfoglukomutaz ile tersinir olarak glukoz-1-fosfata dönüştürülür. Glukoz-6-fosfat  Glukoz-1-fosfat

UDP-glukoz pirofosforilaz Bundan sonra glikojenezin temel reaksiyonu gelişir. Glukoz-1-fosfat, UDP-glukoz pirofosforilaz tarafından UTP katkısıyla UDP-glukoz a çevrilir. Glukoz-1-fosfat+UTPUDP-glukoz+ PPi

pirofosfataz Bu reaksiyon sonunda açığa çıkan pirofosfat molekülünün pirofosfatazla ekzergonik olarak 2 fosfata çevrilmesi nedeniyle bu reaksiyon tersinir değildir. PPi  2Pi (G0'=-25 kJ/ mol)

Glikojen sentaz Glikojen sentaz, glikojenin α-1,4 bağlarını yapmaktan sorumludur. Bu enzim glikojen sentezini başlatmaz. Sadece var olan zinciri uzatabilir. Bu yüzden glikojen deposu tümüyle tükenmemiş bir hücrede bulunan bir glikojen parçası primer rol üstlenebilir. Glikojen parçasının yokluğunda ise glikogenin adlı özel bir protein glukoz kalıntılarının alıcısı olarak rol üstlenebilir.

UDP-glukozdan glikogenine ilk glukozun transferini “glikojen sentezini başlatma” enzimi sağlar. Bundan sonra birkaç glikozil birimini glikogenin kendisi büyüyen 1-4 glikozil zincirine ekleyebilir. Bu kısa zincir diğer glukoz kalıntıları için alıcı rolü üstlenir.

Glikogenin Glikogenin; Glukoz artıklarının alıcısı gibi davranan bir proteindir. Yapısındaki tirozin amino asitinin hidroksil grubu, glikozil ünitelerinin eklendiği yerdir. 1 4glikozidik bağı,aktive edilmiş glukozun 1. Karbonuna bağlı anomerik hidroksil grubu ile glikozil artığının 4. Karbonu arasında oluşur.

Bu işlem sonunda glikojen molekülü bir glukoz ünitesi kadar uzar. Glikojen(glukoz)n + UDP-glukoz  Glikojen(glukoz)n+1 + UDP Glikojen sentaz: 16 bağı yapamaz.

Dallandırıcı enzim Bu iş, amilo (14),(16) transglikozidaz veya glikozil(46)-transferaz denilen (dallandırıcı enzim) enzimle başarılır. Bu enzim, düz glikojen zincirinin indirgen olmayan ucundan aldığı en az 6 glukozil ünitelik kısmı glikojen molekülüne aktarır

indirgen olmayan uc Glikojende her dal indirgen olmayan bir hidroksil grubu ile sonlanır. Oluşan yeni indirgenmemiş uç, önceki indirgenmemiş uç gibi artık glikojen sentaz tarafından uzatılabilir. Ayrıca bu durum glikojene suda daha iyi çözünme özelliği kazandırır ve sonuç olarak gerek glikojen sentaz ve gerekse glikojen fosforilaz glikojen üzerinde daha etkin hale gelir.

Glukozdan glikojen sentezi, bir glukoz residüsü başına 2 fosfoanhidrid bağı tüketir. * Hekzokinaz bir adet kullanırken, *UDP-glukoz içinde UTP gereklidir. nükleosid difosfat kinaz UDP+ATP UTP + ADP

GLİKOJENOLİZ Glikojenoliz glikojen yıkımı demektir. Son ürünü karaciğerde glukoz, kas dokusunda ise glukoz-6-fosfattır. Glikojenolizin ilk enzimi fosforilaz dır. Fosforilaz 14 bağlarını 1 nolu karbon atomuna Pi bağlayarak parçalar. Ürün glukoz-1-fosfattır. Glukoz-1-fosfat ta fosfoglukomutazla glukoz-6-fosfata çevrilir

Glikojen(glukoz)n + Pi Glikojen(glukoz)n-1 + Glukoz-1-fosfat Glukoz-1-fosfat Glukoz-6-fosfat Fosforilaz etkisi dallanma noktasına yaklaşık 4 glukozil rezidüsü kalınca durur.

glukan transferaz Bu noktada dal kırıcı enzim (glukan transferaz ismi de verilir) devreye girer. Dal kırıcı enzimin iki aktivitesi vardır. Bunlar sırasıyla glukotransferaz ve glukozidaz aktiviteleridir. Nitekim dal kırıcı enzim ilk olarak son üç glukoz rezidüsünü alır ve komşu düz zincirin C4 ne ekler (glukotransferaz etkisi).

Dallanma noktasında 16 bağı ile bağlı duran son glukoz ünitesi de glukozidaz etkisi (amilo 16 glukozidaz) ile yerinden koparılır. Bu enzimatik etkinin ürünü glukoz-1-fosfat değil sadece glukozdur.

Glikojenoliz sırasında açığa çıkan glukoz-6-fosfat karaciğerde glukoz-6- fosfataz la parçalanır. Serbestleşen glukoz kana geçer. Bir başka deyişle karaciğerde glikojenolizin amacı kana glukoz sağlamaktır. Benzer olay böbrekte de cereyan eder.

Oysa ki kas dokusunda glukoz-6-fosfataz bulunmadığı için bu organdan kana glukoz verilmesi söz konusu değildir. Kas hücresinde oluşan glukoz-6-fosfat, glukozdan enerji oluşumunu sağlayan glikoliz reaksiyonuna girer.

GLİKOJENEZ VE GLİKOJENOLİZİN KONTROLU Glikojenez ve glikojenoliz birbirinden farklı iki metabolik yoldur ve hiçbir zaman beraberce cereyan etmezler. Yani glikojenez işlerken glikojenoliz durur, glikojenoliz çalışırken glikojenez durur. Bu olay, iki önemli enzimin glikojenezde glikojen sentaz , glikojenolizde ise glikojen fosforilaz aktivitelerinin beraberce ancak birbirinin tersi olacak bir biçimde kontrolü ile gerçekleşir.

Glikojen Fosforilaz Bu kontrol kovalan modifikasyon ve allosterik kontrol (glukoz,G6P,ATP,ADP,AMP ve UDP) şeklinde sağlanır. Fosforilaz kovalan bir bağla yapısındaki serin amino asidine bir fosfat grubu bağlandığı zaman (fosforile edildiği zaman) aktive olur (fosforilaz a). Defosforilasyonla aktivasyon kaybolur (fosforilaz b).

glikojen sentaz Öte yandan aynı şekilde fosforile edilen glikojen sentaz inaktiftir (glikojen sentaz b, ancak yüksek glukoz-6-fosfat konsantrasyonunda aktiftir ve bu nedenle D (dependent) form glikojen sentaz olarak ta isimlendirilmiştir. Defosforile glikojen sentaz ise aktiftir (glikojen sentaz a ),glukoz-6-fosfata bağımlı değildir ve glukoz-6-fosfatın varlığında veya yokluğunda aktiftir, bu nedenle I (independent) form glikojen sentaz ismini alır.

Enzim proteininin fosforilasyonu protein kinaz la defosforilasyonu ise protein fosfataz-1 le sağlanır. cAMP, cAMP bağımlı protein kinazı (protein kinaz A) aktive eder. cAMP bağımlı protein kinaz molekülü birbirine yapışık dimerik R (regülatuar) ve dimerik C alt birimlerinden oluşmuştur. cAMP aktivasyon etkisini R ve C ünitelerini birbirinden uzaklaştırarak gerçekleştirir.

Glukagon ve epinefrin hücre içi cAMP konsantrasyonunu artırır, insülin azaltır ve böylece, glukagon ve epinefrinin glikojenezi yavaşlatırken glikojenolizi hızlandırdığı, insülinin ise tam tersine glikojenezi hızlandırırken glikojenolizi yavaşlattığı anlaşılmış olur. Glikojenez ve glikojenolizde gelişen olaylar ve bunların kontrolü aşağıda topluca özetlenmiştir.

Glikojen Fosforilaz ve glikojen sentaz da görülen aktivasyon değişiklikleri cAMP ile başlatılan bir seri reaksiyonla gerçekleşir. cAMP, enzimleri fosforile ederek aktivasyon değişikliğine yol açan protein kinaz A yı aktive eder. Aktif protein kinaz A, ATP harcayarak fosforilaz kinaz b yi aktifleştirir ve böylece fosforilaz kinaz a oluşur. Fosforilaz kinaz a da inaktif fosforilaz b yi aktif fosforilaz a ya çevirir.

Bu aşamalarda fosfat grubu bağlayarak aktifleşen enzimler, bu grubun(fosfatın) protein fosfataz-1 le uzaklaştırılması sonucu aktivasyonlarını kaybeder ve inaktif konuma geçerler. cAMP nin protein fosfataz-1 üzerine olumsuz etkisi vardır. şöyle ki c AMP, protein yapısındaki inhibitör-1 denen maddeyi (protein kinazlar aracılığı ile ve fosfat grubu bağlamak suretiyle) aktive eder.

glikojen sentaz Aktifleşen inhibitör-1de protein fosfataz-1 i inhibe eder.Sonuç olarak cAMP etkisiyle fosforilaz aktif konumda kalır. Fosforile edilen glikojen sentaz inaktiftir. Glikojen sentaz fosforilasyonu da cAMP tarafından sağlanan protein kinaz aktivasyonu ile gerçekleşir.

İnsülin Özetle cAMP glikojen sentaz’ ı inaktif konumda tutar. cAMP, fosfodiesteraz ile parçalanır. İnsülin, fosfodiestereazı aktive eden bir hormondur . O halde insülin etkisi ile cAMP aktivitesinde azalma olurken glikojen sentezi artar, glikojen yıkımı ise azalır.

cAMP nin parçalanması.

Epinefrin Epinefrin hormonunun karaciğerde cAMP üzerinden yaptığı etkiye ek olarak bir başka etki biçimi vardır. Epinefrinin karaciğerde bağlandığı bir diğer reseptör, 1 reseptörüdür. Bu reseptörün uyarılması ile karaciğer hücresinde Ca düzeyi artar. Bu durumda fosforilaz b kinaz, fosforilasyon olmaksızın Ca tarafından allosterik olarak aktive edilir ve glikojen yıkımı gerçekleşir. Glikojenez ve Glikojenoliz

Glikojen Depo Hastalıkları Glikojen metabolizmasında yer alan bir veya birden fazla enzimin eksikliğine bağlı olarak normal veya anormal glikojen birikimiyle karakterize bir grup hastalıktır. Glikojen karaciğer ve kaslarda birikmektedir. İnsidansı olukça düşüktür(1/40.000) Birkaç farklı tipi bilinmektedir Tip l,lll,V ve Vl kısmen hafif seyretmekte Tip ll ve lV ise erken çocukluk döneminde öldürücü olmaktadır.

Glikojen Depo Hastalıkları Tip adı eksik enzim 1a Von Gierke glıkoz-6-fosfataz ll pompe a-1,4 glikozidaz lll Forbes, Cori Amilo-1,6 glukozidaz V McArdle Miyofosforilaz Vl Hers Hepatofosforilaz Vll Tarui kas fosfofruktokinazı