26. Глікоген : будова, біологічне значення, синтез та розпад у печінці, гормональна регуляція метаболізму.

Глікоген - це полісахарид, побудований із залишків D-глюкози. Молекула побудована із розгалужених поліглюкозидних ланцюгів. За будовою глікоген близький до амілопектину. Глікоген характеризується більш розгалуженою структурою, ніж амілопектин; лінійні відрізки в молеклі глікогену включають 11-18 залишків α-D-глюкопіранози. При гідролізі глікоген, подібно до крохмалю, розщеплюється з утворенням спочатку декстринів, далі мальтози і, на кінець, глюкози. Багато тканин синтезують глікоген у якості резервної форми глюкози. Синтез та розпад глікогену забезпечують постійність концентрації глюкози у крові та створюють депо для її використання тканинами по мірі необхідності. Глюкоза→ г-6-ф, Ė гексокіназа або глюкокіназа; г-6-ф→ г-1-ф, Ė фосфоглюкомутаза. Утворюється активна форма глюкози, для синтезу глікогену: г-1-ф + УТФ↔ УДФ-1-г, Ė УДФ-глюкозопірофосфорилаза. Синтез глікогену (утворення α-1,4-глікозидних зв`язків): УДФ-1-г + термінальний залишок глюкози (С6Н10О5)n→ УДФ + (С6Н10О5)n+1; Ė глікогенсинтаза (УДФ-глікогентрансфераза). Розгалуження утворюються переносом кінцевого фрагменту полісахариду з 6-7 мономерів на кілька мономерів далі; Ė аміло(1,4-1,6)глікозилаза.
Регуляція: (див. «регуляція» 62). У той час, як глікогенфосфорилаза фосфорилюється і стає активною – глікогенсинтаза теж фосфорилюється (цАМФ-залежною протеїнкіназою), але в цьому стані – неактивна. У гепатоцитах глікоген зберігається у вигляді великих цитоплазматичних гранул. Елементарна так звана β-частинка, що є однією молекулою глікогену, має діаметр близько 21 нм і включає до 55 000 залишків глюкози та має 2000 нередукуючих кінців. 20-40 таких часточок разом утворюють α-розетки, які можна бачити у під мікроскопом у тканинах тварин, яких добре годують. Проте вони зникають після 24-годинного голодування. Глікогенові гранули – це складні агрегати, до складу яких крім самого глікогену входять ферменти, що синтезують і розщеплюють його, а також регуляторні молекули (рис. 3).

Глікоген у м’язах слугує джерелом швидкої енергії як за аеробного, так і за анаеробного метаболізму. Його запаси можуть бути вичерпані за одну годину інтенсивного фізичного навантаження.

С6Н10О5)n + Н3РО4→ г-1-ф + (С6Н10О5)n-1, Ė глікогенфосфорилаза. Розщеплення розгалужених фрагментів – Ė аміло-1,6-глікозидаза; г-1-ф→ г-6-ф, Ė фосфоглюкомутаза. Утворений г-6-ф у печінці перетворюється на вільну глюкозу (Ė г-6-фосфатаза) і йде в кров, а у м`язах, де немає цього ферменту – використовується для власних потреб клітини.
Регуляція: адреналін, глюкагон→ рецептор→ G-білок→ аденілатциклаза (активується)→ синтез цАМФ із АТФ→ цАМФ-залежна протеїнкіназа (активується)→ Кіназа фосфорилази фосфорилюється за допомогою АТФ (активується)→ фосфорилаза b (глікогенфосфорилаза) фосфорилюється за допомогою АТФ (активується) – перетвор. на фосфорилазу а→ глікоген+Фн→г-1-ф→г-6-ф→глюкоза.

Гликогенфосфорилаза (glycogen phosphorylase) - Фермент, катализирующий расщепление гликогена до глюкозы, что связано с процессами сокращения мышц (мышечная гликогенфосфорилаза), контролем уровня глюкозы в крови(печеночная гликогенфосфорилаза), межклеточной передачи энергии в условиях аноксии (гликогенфосфорилаза мозга). Соответственно, у млекопитающих гликогенфосфорилаза представлена тремя изоферментами, кодируемыми у ряда видов несцепленными генами (например, у мыши гены гликогенфосфорилазы локализованы на хромосомах 19, 12 и 2). Каждый из изоферментов представлен гомодимером (молекулярная масса около 100 кД), могут образовывать гетеродимеры друг с другом