Метаболизм гликогена. (Лекция 4)

Содержание

Слайд 2

План лекции Мобилизация гликогена (гликогенолиз). Гликогенфосфорилаза. Гликогенез (биосинтез гликогена), роль UDР-глюкозы.

План лекции
Мобилизация гликогена (гликогенолиз). Гликогенфосфорилаза.
Гликогенез (биосинтез гликогена), роль UDР-глюкозы. Гликогенсинтаза.

Реципрокная регуляция расщепления и синтеза гликогена, роль гормонов в этих процессах


Метаболизм гликогена

Слайд 3

Структура гликогена Метаболизм гликогена ГЛИКОГЕН

Структура гликогена

Метаболизм гликогена

ГЛИКОГЕН

Слайд 4

Метаболизм гликогена Метаболизм гликогена У позвоночных и у многих микроорганизмов избыток

Метаболизм гликогена

Метаболизм гликогена
У позвоночных и у многих микроорганизмов избыток глюкозы запасается

в виде высокомолекулярного гликогена, а у растений – в виде крахмала.
У позвоночных гликоген откладывается главным образом в печени и в мышцах и может составлять до 10% массы печени и 1-2% массы мышечных тканей.
Гликоген запасается в виде больших гранул.
Одна гранула гликогена (β-частица) имеет диаметр около 2 нм, состоит из 55000 остатков глюкозы и содержит примерно 2000 невосстанавливающих концов.
От 20 до 40 β-частиц собираются вместе, образуя α-розетки, которые легко можно увидеть в микроскоп в образцах тканей нормально питающихся животных, но исчезающих после 24 часов голодания.
Слайд 5

Метаболизм гликогена Метаболизм гликогена Гранулы гликогена – сложные агрегаты, состоящие из

Метаболизм гликогена

Метаболизм гликогена

Гранулы гликогена – сложные агрегаты, состоящие из гликогена, и

ферментов, участвующих в его расщеплении и синтезе.
Гликоген мышц используется в качестве доступного источника энергии как для аэробного, так и анаэробного метаболизма. При активной физической нагрузке его запасы могут быть исчерпаны менее чем за час.
Гликоген печени служит источником глюкозы для других тканей в тех случаях, когда глюкоза не поступает с пищей (между приемами пищи или в период голодания). Запасы гликогена в печени могут быть исчерпаны за 12 – 24 часа.
Слайд 6

Расщепление гликогена (гликогенолиз) Метаболизм гликогена Гликогенолиз Гликогенолиз - процесс распада, мобилизации

Расщепление гликогена (гликогенолиз)

Метаболизм гликогена

Гликогенолиз

Гликогенолиз - процесс распада, мобилизации гликогена.
Осуществляется


при участии фермента гликогенфосфорилазы и деветвящего фермента.
Гликогенфосфорилаза при участии фосфорной кислоты последовательно расщепляет линейные α(1→4)- гликозидные связи на невосстанавливающем конце гликогена с освобождением глюкозо-1-фосфата.
Слайд 7

Расщепление гликогена (гликогенолиз) Метаболизм гликогена Гликогенфосфорилаза действует на нередуцирующий конец молекулы

Расщепление гликогена (гликогенолиз)

Метаболизм гликогена

Гликогенфосфорилаза действует на нередуцирующий конец молекулы гликогена

многократно, пока не достигнет точки ветвления, с гликозидной связью, имеющей конфигурацию
α(1→6). Дейставие ГФ прекращается за 4 остатка глюкозы до этой точки.
Далее в работу вступает деветвящий фермент (дебранч – фермент), обладающий двумя активностями: глюкантрансферазной и амило-1,6-глюкозидазной.
Слайд 8

Расщепление гликогена (гликогенолиз) Метаболизм гликогена Деветвящий фермент расщепляет участок ветвления. Этот

Расщепление гликогена (гликогенолиз)

Метаболизм гликогена

Деветвящий фермент
расщепляет участок
ветвления. Этот фермент
последовательно катализирует

перенос участка боковой цепи (трех остатков глюкозы)
на линейный участок полисахаридной цепи и отщепление остатка глюкозы в точке ветвления. После этого ГФ может продолжить свою работу.
Слайд 9

Расщепление гликогена (гликогенолиз) Метаболизм гликогена Гликогенn+1 + Н3РО4 → Гликоген n

Расщепление гликогена (гликогенолиз)

Метаболизм гликогена

 
Гликогенn+1 + Н3РО4 → Гликоген n +

глюкозо-1-фосфат
Конечный продукт реакции с участием глюкогенфосфорилазы глюкозо-1-фосфат под действием фосфоглюкомутазы превращается в глюкозо-6-фосфат.
Глюкозо-1-фосфат ↔ Глюкозо-6-фосфат
Образующийся из гликогена в мышцах глюкозо-6-фосфат может вовлекаться в гликолиз и служить источником энергии для мышечного сокращения.
Слайд 10

Расщепление и биосинтез гликогена Метаболизм гликогена Гликоген в скелетных мышцах

Расщепление и биосинтез гликогена

Метаболизм гликогена

Гликоген в скелетных мышцах

Слайд 11

Расщепление гликогена (гликогенолиз) Метаболизм гликогена В печени распад гликогена преследует другую

Расщепление гликогена (гликогенолиз)

Метаболизм гликогена

 
В печени распад гликогена преследует другую цель:

поддержать уровень глюкозы крови, например, между приемами пищи.
В этом процессе участвует еще один фермент –
глюкозо-6-фосфатаза, обнаруженная только в тканях печени и почек.
Глюкозо-6-фосфатаза – интегральный белок мембраны ЭПР, который имеет девять трансмембранных спиралей; активный центр фермента обращен в просвет ЭПР.
Глюкозо-6-фосфат из цитозоля направляется в просвет ЭПР специальным транспортером и на поверхности ЭПР подвергается гидролизу под действием глюкозо-6-фосфатазы. Образующиеся глюкоза и Рi переносятся обратно в цитозоль.
Далее глюкоза покидает гепатоцит при участии глюкозного транспортера ГЛЮТ-2.
Слайд 12

Расщепление гликогена (гликогенолиз) Метаболизм гликогена Реакция, катализируемая глюкозо-6-фосфатазой

Расщепление гликогена (гликогенолиз)

Метаболизм гликогена

Реакция, катализируемая глюкозо-6-фосфатазой

Слайд 13

Расщепление и синтез гликогена Метаболизм гликогена В 1957 г. Луи Лелуар

Расщепление и синтез гликогена

Метаболизм гликогена

В 1957 г. Луи Лелуар и

его сотрудники показали, что синтез гликогена – это не обращенная реакция его распада, а источником гликозильных групп служит уридиндифосфат-глюкоза (UDP-Glc).
В 1970 г. за эти исследования
Л. Лелуару была присуждена Нобелевская премия по химии.
Слайд 14

Расщепление и синтез гликогена Метаболизм гликогена Гликогенолиз ( распад, мобилизация гликогена)

Расщепление и синтез гликогена

Метаболизм гликогена

Гликогенолиз ( распад, мобилизация гликогена)
Гликогенn+1 +

Н3РО4 → Гликоген n + глюкозо-1-фосфат
Гликогенез (синтез гликогена )
Гликоген n + UDP-глюкоза → Гликогенn+1 + UDP
Слайд 15

Биосинтез гликогена Метаболизм гликогена Синтез гликогена (гликогенез) осуществляется почти во всех

Биосинтез гликогена

Метаболизм гликогена
Синтез гликогена (гликогенез) осуществляется
почти во всех клетках,

но в больших количествах гликоген образуется и накапливается в печени и мышечной ткани.
Предшественником для синтеза гликогена может быть как свободная глюкоза, так и глюкозо-6-фосфат. Если на синтез гликогена вступает глюкоза, то сначала она превращается в глюкозо-6 фосфат при участии гексокиназы в мышцах и глюкокиназы в печени. вступает на синтез гликогена под действием фосфоглюкомутазы, которая катализирует его превращение в глюкозо-1-фосфат. Глюкозо-1-фосфат взаимодействует с уридинтрифосфатом (UTP), в результате чего образуется активная форма глюкозы – UDP-глюкоза (UDP-Glc).
Слайд 16

Биосинтез гликогена Метаболизм гликогена Глюкозо-6-фосфат вступает на синтез гликогена под действием

Биосинтез гликогена

Метаболизм гликогена
Глюкозо-6-фосфат вступает на синтез гликогена под действием

фосфоглюкомутазы, которая катализирует его превращение в глюкозо-1-фосфат. Глюкозо-1-фосфат взаимодействует с уридинтрифосфатом (UTP), в результате чего образуется активная форма глюкозы – UDP-глюкоза (UDP-Glc).
Образование UDP-глюкоза является ключевой реакцией в синтезе гликогена.
Слайд 17

Биосинтез гликогена Метаболизм гликогена 1. Фосфорилирование глюкозы

Биосинтез гликогена

Метаболизм гликогена

1. Фосфорилирование глюкозы

Слайд 18

Биосинтез гликогена Метаболизм гликогена 2. Изомеризация глюкозо-6-Р в глюкозо-1-Р Реакция катализируется

Биосинтез гликогена

Метаболизм гликогена

2. Изомеризация глюкозо-6-Р в глюкозо-1-Р

Реакция катализируется ферментом

фосфоглюкомутазой. Именно в виде глюкозо-1-фосфата глюкоза вовлекается в дальнейший синтез гликогена.
Слайд 19

Биосинтез гликогена Метаболизм гликогена 3. Синтез UDP-глюкозы В синтез UDP-глюкозы участвует

Биосинтез гликогена

Метаболизм гликогена

3. Синтез UDP-глюкозы
В синтез UDP-глюкозы
участвует фермент
UDP-глюкозо-пирофосфорилаза.


Glc1P + UTP ↔ UDP-Glc + H4P2O7
Н4Р2О7 + Н2О → 2 Н3РО4
Glc1P + UTP + H2O → UDP-Glc + 2 H3PO4
Слайд 20

Биосинтез гликогена Метаболизм гликогена 4. Реакция, катализируемая гликогенсинтазой

Биосинтез гликогена

Метаболизм гликогена

4. Реакция, катализируемая гликогенсинтазой

Слайд 21

Метаболизм гликогена Гликогенсинтаза – фермент, катализирующий образование гликогена, нуждается в затравке

Метаболизм гликогена

Гликогенсинтаза – фермент, катализирующий образование гликогена, нуждается в затравке

(праймере). Функцию праймера выполняет небольшой (α1→4)-олигосахарид, содержащий не менее 8 глюкозных остатков. Образование затравки обеспечивает белок  гликогенин, который является и местом синтеза заправки, и катализатором этого процесса.
Образование затравки идет в два этапа. На первом этапе происходит присоединение первого глюкозного остатка с UDP- глюкозы ферментом гликозилтрансферазой.
Наращивание длины затравки на втором этапе путем присоединения последующих UDP- глюкозных единиц
катализируется самим гликогенином. Дальнейшее удлинение затравки, используемой в синтезе гликогена, происходит при участии гликогенсинтазы.
Синтезированная молекула гликогена содержит одну молекулу гликогенина. Мол. масса гликогенина - 37 кДа.

Биосинтез гликогена

Слайд 22

Схема синтеза гликогена Метаболизм гликогена

Схема синтеза гликогена

Метаболизм гликогена

Слайд 23

Схема синтеза гликогена Метаболизм гликогена

Схема синтеза гликогена

Метаболизм гликогена

Слайд 24

Гликогенсинтаза не может формировать α(1→6)-связи, находящиеся в точках ветвления молекулы гликогена.

Гликогенсинтаза не может формировать α(1→6)-связи, находящиеся в точках ветвления молекулы гликогена.

Эти связи создает специальный фермент ветвления гликогена – 1,4→1,6-трансгликозидаза (гликозил-1,6-трансфераза). Данный фермент переносит концевой участок из 6-7 остатков глюкозы от невосстанавливающего конца цепи гликогена, состоящего не менее чем из 11 остатков на ОН-группу атома С-6 остатка глюкозы, расположенного ближе к началу той же или другой цепи гликогена, создавая тем самым новую ветвь. Дальнейшее удлинение этого фрагмента осуществляет гликогенсинтаза.
Биологический смысл синтеза разветвленного полимера состоит в улучшении его растворимости и создании максимального количества невосстанавливающих концов – мест действия гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы. Таким образом , ветвление увеличивает скорость синтеза и распада гликогена.

Биосинтез гликогена

Слайд 25

Биосинтез гликогена Действие ветвящего фермента при синтезе гликогена

Биосинтез гликогена

Действие ветвящего фермента при синтезе гликогена

Слайд 26

Регуляция метаболизма гликогена Метаболизм гликогена Синтез и распад гликогена. 1 -

Регуляция метаболизма гликогена

Метаболизм гликогена

Синтез и распад гликогена.
1 - гексокиназа

или глюкокиназа (печень); 2 - УДФ-глюкозо-пирофосфорилаза;
3 - гликогенсинтаза;
4 - амило-1,4 → 1,6-глюкозилтрансфераза (фермент ветвления); 5 - гликогенфосфорилаза;
6 - "деветвящий" фермент; 7 - глюкозо-6-фосфатаза (печень);
8 - транспортные системы ГЛЮТ.
Слайд 27

Регуляция метаболизма гликогена Глюкагон - гормон, вырабатываемый α-клетками поджелудочной железы в

Регуляция метаболизма гликогена

Глюкагон - гормон, вырабатываемый α-клетками поджелудочной железы в ответ

на снижение уровня глюкозы в крови. По химической природе глюкагон – пептид, состоящий из 29 а.о.
Адреналин - гормон, синтезируемый клетками мозгового вещества надпочечников из тирозина. Является гормоном стресса (бегство или борьба), требуется для внезапной мышечной деятельности, обеспечивая мышцы и мозг источником энергии.
Инсулин - белковый гормон, синтезируется и секретируется в кровь β-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы в ответ на повышение глюкозы в крови после приёма пищи.
Слайд 28

Регуляция метаболизма гликогена Регуляция активности гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы фосфорилированием- дефосфорилированием

Регуляция метаболизма гликогена

Регуляция активности
гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы
фосфорилированием-
дефосфорилированием

Слайд 29

Регуляция метаболизма гликогена Метаболизм гликогена Регуляция активности ГФ и ГС

Регуляция метаболизма гликогена

Метаболизм гликогена

Регуляция активности ГФ и ГС

Слайд 30

Регуляция метаболизма гликогена Адреналин и глюкагон, активируя аденилатциклазу, способствуют образованию сAMP,

Регуляция метаболизма гликогена

Адреналин и глюкагон, активируя аденилатциклазу, способствуют образованию сAMP, который

запускает «каскадный» механизм фосфорилирования ферментов распада и синтеза гликогена. В результате фосфорилирования образуется фосфорилированная , то есть активная гликогенфосфорилаза и фосфорилированная, то есть неактивная гликогенсинтаза.
В этих условиях будет осуществляться распад гликогена.
Напротив, под действием инсулина, включающего механизм дефосфорилирования ключевых ферментов, появятся дефосфорилированная, т.е неактивная гликогенфосфорилаза, и дефосфорилированная, т.е. активная гликогенсинтаза. В этих условиях будет происходить синтез гликогена.
Слайд 31

Контрольная работа № 1 1. Пищевыми волокнами являются: а) целлюлоза б)

Контрольная работа № 1

1. Пищевыми волокнами являются:
а) целлюлоза
б) пектины
в) крахмал
г)

кератансульфаты
2. Ферменты, участвующие в переваривании крахмала:
а) α-амилаза слюны
б) панкреатическая α-амилаза
в) амило-1,6-глюкозидаза
г) трегалаза
Слайд 32

Контрольная работа № 1 3. Выберите продукты – основные источники углеводов:

Контрольная работа № 1

3. Выберите продукты – основные источники углеводов: А.

овощи и фрукты; Б. мясо и мясные продукты; В. Злаковые и продукты их переработки; Г. молоко и молочные продукты; Д. сахар и кондитерские изделия. Выберите правильную комбинацию ответов.
а) Б, В, Г
б) А, В, Д
в) Б, Г, Д
г) В, Г, Д
д) А, Б, Г
Слайд 33

Контрольная работа № 1 4. Соответствие дисахаридов и ферментов, участвующих в

Контрольная работа № 1

4. Соответствие дисахаридов и ферментов, участвующих в их

расщеплении:
1) мальтоза
2) галактоза
3) сахароза
а) амилаза
б) лактаза
в) сахараза
г) мальтаза
5. Отдел пищеварительнго тракта, в котором начинается физиологически значимое переваривание углеводов у взрослого человека __________.
Слайд 34

Контрольная работа № 1 6. Выполните цепное задание. а) укажите фермент,

Контрольная работа № 1

6. Выполните цепное задание.
а) укажите фермент, катализирующий реакцию:
Галактозо

(β-1,4)-глюкоза + Н2О → Галактоза + Глюкоза
А. Сахараза
Б. Мальтаза
В. Лактаза
б) этот фермент:
А. синтезируется в поджелудочной железе
Б. является простым белком
В. относится к классу лиаз
Г. образует продукт, который всасывается путем простой диффузии
Д. изменяет активность в зависимости от возраста
Слайд 35

Контрольная работа № 1 в) нарушение действия этого фермента может быть

Контрольная работа № 1

в) нарушение действия этого фермента может быть связано

с:
А. кишечными заболеваниями (гастрит, энтерит)
Б. возрастным снижением экспрессии гена
В. наследственным дефектом
Г. отсутствием белков-переносчиков в мембране кишечных ворсинок.
7. Крахмал:
а) построен из остатков глюкозы
б) содержит мономеры, связанные α-1,6-гликозидной связью
в) имеет линейное расположение мономеров
г) поступает в организм в составе растительной пищи
д) является формой депонирования глюкозы в клетках растений.
Слайд 36

Контрольная работа № 1 8. Амилаза слюны: а) проявляет активность при

Контрольная работа № 1
8. Амилаза слюны:
а) проявляет активность при рН 8,0
б)

катализирует гидролиз крахмала с образованием глюкозы
в) расщепляет α-1,4-гликозидные связи
г) имеет диагностическое значение
д) катализирует гидролиз крахмала с образованием декстринов
9. Суточная норма углеводов в питании человека составляет (в г):
а) 50; б) 1000; в) 400; г) 200; д) 100
- Предыдущая
Новые формы государственного контроля, используемые органами государственного надзора с 01 января 2017 года
Следующая -
Управление персоналом

Похожие презентации

Презентация на тему "Смешанные леса " - скачать презентации по Биологии
Происхождение растений. Основные этапы развития растительного мира
Учение о черепе - краниология
Молюски Виконала учениця 8 класу ЗОШ 1-3 ст. №5 м.Ковеля Хіняєва Олена
Растения и опылители
Отряд Аистообразные Аистообразные, или голенастые— отряд птиц, охватывающий шесть семейств. Аистообразные являются длинноногим
Взаимосвязь органов и систем органов как основа гомеостаза. Тема урока:
Структура и функции хромосом
Белки Жиры Углеводы Презентация по Химии ученика 11-А класса УВК «Школы-коллегиум» № 14 г.Симферополя Шевцова Николая
Презентация Функциональная асимметрия мозга
Учение В.И. Вернадского. Функции живого вещества в биосфере
Основные методы селекции растений и животных
Растительноядные животные
Растения семейства злаки. Просо
Способы передвижения животных
Физиология пищеварения
Углеводы. Понятие углевод
Биоэлектрические явления в возбудимых тканях. Мембранные потенциалы: потенциал покоя, потенциал действия
Презентация на тему "Витамины" - скачать презентации по Биологии_
Жизненные формы растений. Растительные ткани
Куян урманда яши
Дигибридное скрещивание. 3акон Менделя
Гистология. Понятие и виды тканей
Экологическое равновесие Презентация к уроку природоведения в 4 классе.
Развитие микробиологии
Фотосинтез. Понятие фотосинтеза
Агроэкология – основа биологического производства органического вещества
Круги кровообращения
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть