Գլիկոգենոլիզ

Գլիկոգենոլիզ
Ենթադաս	metabolic pathway?, glucan catabolic process?, glycogen metabolic process? և cellular polysaccharide catabolic process?
Տեսակ	ֆիզիոլոգիական գործընթաց
	Glycogenolysis Վիքիպահեստում

Գլիկոգենոլիզ, գլիկոգենի (n) ճեղքումը գլյուկոզ-1-ֆոսֆատի և գլիկոգենի (n-1)։ Գլիկոգենի ճյուղերը ճեղքվում են գլյուկոզի մոնոմերների հաջորդական պոկմամբ՝ ֆոսֆորիլացման միջոցով, որն իրականացնում է գլիկոգեն ֆոսֆորիլազ ֆերմենտը^[2]։

Մեխանիզմ

Մկաններում գլիկոգենոլիզը սկսվում է այն ժամանակ, երբ ցԱՄՖ-ն (ցիկլիկ ադենոզին մոնոֆոսֆատ) ակտիվացնում է ֆոսֆորիլազի կինազին, որը, վերածվելով ակտիվ ձևի, փոխակերպում է ֆոսֆորիլազ b-ն (ինակտիվ ձև) ֆոսֆորիլազա a-ի (ակտիվ), որը պատրաստ է սկսելու գլիկոգենի քայքայումը^[3]։

Գլիկոգենի տրոհման ընդհանուր ռեակցիան մինչև գլյուկոզ-1-ֆոսֆատ հետևյալն է^[2]․

գլիկոգեն _{(n մնացորդ)} + P_i

գլիկոգեն _{(n-1 մնացորդ)} + գլյուկոզ-1-ֆոսֆատ

Այստեղ գլիկոգեն ֆոսֆորիլազը ճեղքում է միայն α[1→4] գլիկոզիդային կապերը՝ անջատելով գլիկոգենի մոլեկուլի ծայրերից գլյուկոզի մնացորդները որպես գլյուկոզ-1-ֆոսֆատ^[2]։

Գլյուկոզ-1-ֆոսֆատը փոխակերպվում է գլյուկոզ-6-ֆոսֆատի (որը հաճախ ընդգրկվում է գլիկոլիտիկ ուղի) ֆոսֆոգլյուկոմուտազ ֆերմենտի միջոցով^[2]։

Գլիկոգեն ֆոսֆորիլազ ֆերմենտը չի ազդում α[1→6] գլիկոզիդային կապերի վրա և հաջորդաբար անջատում է գլիկոգենի շղթայից այնքան գլյուկոզի մնացորդներ, մինչև ճյուղի վրա մնա չորսը, որից հետո դադարում է գործել։ Այնուհետև, ապաճյուղավորող ֆերմենտը (օլիգո-α[1→4]-α[1→4]-գլյուկան տրանսֆերազ) ճեղքում է α[1→4] կապը և անջատում որպես տրիսախարիդ 4 գլյուկոզի մնացորդներից երեքը, տեղափոխելով մեկ այլ շղթայի վրա, միացնելով համանուն կապով։ Անմիջապես հետո, նույն ֆերմենտը հիդրոլիզում է ճյուղավորման կետում մնացած միակ գլյուկոզի մնացորդը ազատ ձևով (ոչ թե գլյուկոզ-1-ֆոսֆատի)՝ ցուցաբերելով իր α[1→6] գլիկոզիդային ակտիվությունը։ Գլյուկոզը հետագայում ֆոսֆորիլացվում է գլյուկոզ-6-ֆոսֆատի հեքսոկինազ ֆերմենտի միջոցով^[2]։

Ֆերմենտներ

Գլիկոգեն ֆոսֆորիլազ՝ կոֆերմենտը պիրիդօքսալ ֆոսֆատ (ՊՖ, վիտամին B6-ի ակտիվ ձև), որպես պրոսթետիկ խումբ
α-1,4 → α-1,4 գլյուկան տրանսֆերազ
α-1,6-գլյուկոզիդազ
Ֆոսֆոգլյուկոմուտազ
Գլյուկոզ-6-ֆոսֆատազ (բացակայում է մկաններում)^[4]։

Գործառույթ

Գլիկոգենը քայքայվում է (մոբիլիզացվում) լյարդում և մկաններում, երբ օրգանիզմում մեծանում է գլյուկոզի պահանջը։ Մասնավորապես, գլիկոգենոլիզը կարևոր դեր է խաղում խփիր կամ փախիր վիճակների արձագանքման և արյան մեջ գլյուկոզի մակարդակի կարգավորման գործում:

Միոցիտներում (մկանային բջիջներ) գլիկոգենի ճեղքումը ծառայում է որպես գլյուկոզ-6-ֆոսֆատի անմիջական աղբյուր գլիկոլիզի համար, որն ապահովում է մկանների կծկման համար անրաժեշտ էներգիայով: Մկաններում գլյուկոզ-6-ֆոսֆատազը բացակայում է, իսկ գլյուկոզ-6-ֆոսֆատը չի կարող անցնել բջջաթաղանթով, հետևաբար՝ մկանային գլիկոգենը չի լրացնում գլյուկոզի պակասը արյան մեջ և նախատեսված է միայն սեփական կարիքները հոգալու համար։

Հեպատոցիտներում (լյարդի բջիջներ) գլիկոգենի քայքայման հիմնական նպատակը ազատ գլյուկոզի արտազատումն է դեպի արյուն այլ բջիջների կողմից յուրացման և հիպոգլիկեմիայի կոմպենսացման համար: Գլյուկոզ-6-ֆոսֆատի ֆոսֆատային խումբը հիդրոլիզվում է գլյուկոզ-6-ֆոսֆատազ ֆերմենտի միջոցով, որը բացակայում է միոցիտներում, և ազատ գլյուկոզը դուրս է գալիս հեպատոցիտից դեպի արյուն ԳԼՈՒՏ-2 փոխադրիչներով հեշտացված դիֆուզիայի մեխանիզմով։

Կարգավորում

Գլիկոգենոլիզը կարգավորվում է հորմոնալ ճանապարհով՝ ի պատասխան արյան մեջ գլյուկոզի քանակի, ինսուլին/գլյուկագոն հարաբերության և խթանվում է ադրենալինով խփիր կամ փախիր վիճակի ժամանակ: Ինսուլինը ճնշում է գլիկոգենոլիզը^[5]։

Միոցիտներում գլիկոգենի քայքայումը կարող է խթանվել նաև նեյրոնային ազդանշանների միջոցով^[6]։ Գլիկոգենոլիզը կարգավորվում է ադրենալինով և կալցիումով, որոնք արտազատվում են սարկոպլազմատիկ ցանցի կողմից^[4]։

Գլյուկագոնը չի ազդում մկաններում գլիկոգենոլիզի վրա^[4]։

Կալցիումը կապվում է կալմոդուլին սպիտակուցին, և այս համալիրը ակտիվացնում է ֆոսֆորիլազի կինազին^[4]։

Կլինիկական նշանակություն

Պարենտերալ (ներերակային) գլյուկագոնի ներմուծումը հասարակ բժշկական միջամտություն է դիաբետիկ արտակարգ իրավիճակներում, երբ հնարավոր չէ շաքարի ներմուծում պեր օրալ։ Գլյուկագոնը կարող է կիրառվել նաև միջմկանային ճանապարհով:

Ծանոթագրություններ

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 Gene Ontology release 2019-10-07 — 2019-10-07 — 2019.
↑ ^2,0 ^2,1 ^2,2 ^2,3 ^2,4 DL Nelson & MM Cox (2008). Lehninger principles of biochemistry (5th ed.). New York: W.H. Freeman. էջեր 595-596. ISBN 978-0-7167-7108-1. OCLC 191854286.
↑ Paredes-Flores, M. A.; Rahimi, N.; Mohiuddin, S. S. (9 January 2024). Biochemistry, Glycogenolysis. StatPearls Publishing. PMID 32119304.
↑ ^4,0 ^4,1 ^4,2 ^4,3 Vasudevan, D M; S, Sreekumari; Vaidyanathan, Kannan (2 June 2016). Textbook of Biochemistry for Medical Students. Jaypee Brothers Medical Publishers Pvt. Limited. ISBN 978-93-5465-648-4.
↑ Sargsyan A, Herman MA (2019). «Regulation of Glucose Production in the Pathogenesis of Type 2 Diabetes». Current Diabetes Reports. 19 (9): 77. doi:10.1007/s11892-019-1195-5. PMC 6834297. PMID 31377934.
↑ Lodish; և այլք: (2007). Molecular Cell Biology (6th ed.). W. H. Freeman and Company. էջ 658. ISBN 978-1-4292-0314-2.

[_40941bb73d9e4318-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 Gene Ontology release 2019-10-07 — 2019-10-07 — 2019.

[:0-2] 2,0 ^2,1 ^2,2 ^2,3 ^2,4 DL Nelson & MM Cox (2008). Lehninger principles of biochemistry (5th ed.). New York: W.H. Freeman. էջեր 595-596. ISBN 978-0-7167-7108-1. OCLC 191854286.

[3] Paredes-Flores, M. A.; Rahimi, N.; Mohiuddin, S. S. (9 January 2024). Biochemistry, Glycogenolysis. StatPearls Publishing. PMID 32119304.

[Vasudevan2016-4] 4,0 ^4,1 ^4,2 ^4,3 Vasudevan, D M; S, Sreekumari; Vaidyanathan, Kannan (2 June 2016). Textbook of Biochemistry for Medical Students. Jaypee Brothers Medical Publishers Pvt. Limited. ISBN 978-93-5465-648-4.

[pmid31377934-5] Sargsyan A, Herman MA (2019). «Regulation of Glucose Production in the Pathogenesis of Type 2 Diabetes». Current Diabetes Reports. 19 (9): 77. doi:10.1007/s11892-019-1195-5. PMC 6834297. PMID 31377934.

[6] Lodish; և այլք: (2007). Molecular Cell Biology (6th ed.). W. H. Freeman and Company. էջ 658. ISBN 978-1-4292-0314-2.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]