Slayt 1

8.4.2015
GLİKOJEN METABOLİZMASI
DİLDAR KONUKOĞLU
TIBBİ BİYOKİMYA
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
1
GLİKOJEN YAPISI
Alfa-[1,6] glikozid
Alfa- [1-4] glikozid bağı
Glikojen yapısal olarak  D-glukozdan oluşmuş dallanmış yapı
gösteren homopolisakkarittir.
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
2
Glikojenez
• Glukozdan glikojen sentezi
• Karaciğer % 8(yetişkinlerde 100-120 gram), kas
dokusu %1 oranında glikojen içerir.
• Vücuttaki kas kitlesi karaciğerden daha
fazladır, dolayısıyla kastaki glikojen miktarı
karaciğerden fazladır.
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
DİLDAR KONUKOĞLU
3
1
8.4.2015
Glikojen
Glikojen
Glukoz
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
4
GLUKOJENEZ
• Glukozun fazla çözünürlüğü ve ozmotik olarak
aktifliği, depolanmasını zorlaştırmaktadır.
• Depolanabilmesi için çözünmeyen polimerlere
dönüşmesi gerekir.
• Glikojenez bir sentez reaksiyonudur ve enerji
gerektirir.
• Enerji UTP den sağlanır.
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
5
Glikojen sentezi
 Sitoplazmadaki granüllerde sentezlenir.
 UDP - glukoz sentezi
 Glukoz 6 fosfat
Glukoz 1 fosfat
Fosfoglukomutaz
 Glukoz 1P + UTP
UDP- glukoz + PPi
UDP-glukoz pirofosforilaz
 Glikojen sentaz reaksiyonunun ilerlemesi sağlayan
enerji pirofosfatın hidrolizinden elde edilir.
 2 yüksek enerjili fosfat bağı kullanılmış olur.
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
DİLDAR KONUKOĞLU
6
2
8.4.2015
Glikogenin
• Uzun süren açlıkta glikojen depoları tamamen
tükenmiş ise primer olarak GLİKOJENİN proteini
görev yapar.
• Glukoz alıcısı
• 37-kDa protein
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
7
Glikojen sentezi
• Glikojenin ; Yapısındaki
tirozin amino asitinin
hidroksil grubu, glikozil
ünitelerinin eklendiği yerdir.
UDP glukoz’u proteine
transfer eden enzim
Glikojen initiatör sentaz
İntrinsik glukozil transferaz
aktivitesi vardır.
8.4.2015
Tyr-OH
Glikojenin
Glikojen iniatör
sentaz
UDP- Glukoz
UDP
Glikojenin
Tyr-O-(glukoz)7
DİLDAR KONUKOĞLU
8
Glikojen sentezi
(Glikojen zincirinin uzaması)
UDP-glukoz’dan - 1—4
glikozid bağları ,zincirin
ucundaki glukozun 4 C’u ile
yeni eklenecek olan
glukozun 1.C’u arasında
glikozid bağı oluşur.
Glikojenin
sonlanma
UDP_glukoz
UDP
Glikojen sentaz;glikozil
transferaz olup etkinlik
gösterebilmesi için en az 4
birleşmiş glukoz molekülü
Gereklidir.
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
Glikojen
sentaz
Glikojenin
sonlanma
DİLDAR KONUKOĞLU
9
3
8.4.2015
Glikojen sentezi-3
(Dallanmaların oluşumu)
Ortalama her 8-10
glukoz rezidüvünden sonra
dallanma
Dallandıran enzim; glukozil
4;6 transferaz; amilo 
(1,4)(1,6) transglukozidaz
ile  1,6 glikozid bağları
ile dallanma gerçekleşir.
Dallanmanın iki önemi
Solubilitesini arttırmak ve
8.4.2015
hacim kazandırma.
Glikojenin
Dallandıran
Enzim;
Glukozil 4-6
Transferaz
Glikojenin
DİLDAR KONUKOĞLU
10
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
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
11
Glikojen sentezinin düzenlenmesi
•
•
•
•
•
•
•
•
Glikojen sentaz
Glikojen sentaz a (defosfo); aktif form
Glikojen sentaz b (fosfo); inaktif form
Glikojen sentaz a  Glikojen sentaz b
GSK (Glikojen sentaz kinaz)
GSK
Ca+2-kalmodulin bağımlı kinaz (2adet)
cAMP bağımlı protein kinaz
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
DİLDAR KONUKOĞLU
12
4
8.4.2015
Glikojen sentezinin düzenlenmesi
GLUKAGON,
EPİNEFRİN
cAMP bağımlı protein kinaz
(+)
(+)
İNHİBİTÖR-1P
Glikojen sentaz Kinaz
(+)
GLİKOJEN
SENTAZ
(Aktif)
GLİKOJEN
SENTAZ
PROTEİN FOSFATAZ
(+)
İnaktif)
X
P
İNHİBİTÖR 1-P
İNSULİN
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
13
Glikojen allosterik düzenlenmesi
• Allosterik aktivatör: Glukoz 6 fosfat
• Allosterik inhibitör: Glikojen
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
14
Glikojen yıkılımı; Glikojenoliz
Glikojen fosforilaz
-1,4 bağlarını yıkar.
Her bir dallanma
noktasında 4 glukoz
rezidüvü kalıncaya dek
Glikojen zincirini yıkar.
Hız kısıtlayıcı enzimdir.
B6-bağımlı enzimdir.
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
GLİKOJEN
FOSFORİLAZ
LİMİT DEKSTRİN
DİLDAR KONUKOĞLU
15
5
8.4.2015
Glikojen yıkılımı
DALLARI KIRAN ENZİM
Limid dekstrin
Transferaz
Glukozidaz
Serbest
Glukoz
8.4.2015
Dalları yıkan enzim
a- Glukozil 4;4 transferaz:
3-4 glukoz molekülünü
diğer dallı zincirin ucuna
transfer eder.
-amilo (1;6) glukozidaz
- 1,6 olarak bağlı kalan
tek bir glukoz rezidüvünü
hidrolitik uzaklaştırır.
DİLDAR KONUKOĞLU
16
Glikojen yıkılımı
Glikojen yıkılımı ile
Glukoz 1-P oluşur (%90)
Serbest Glukoz (%10)
D- Glukoz 1-P
Fosfoglukomutaz
Glukoz 6 fosfataz
Enzim kas, eritrosit, beyin ve
yağ dokusunda bulunmaz.
Karaciğer, böbrek ve barsak
aktiftir.
8.4.2015
D-glukoz 6- P
Glikoliz
Glukoz
6-fosfataz
TCA
GLUKOZ
DİLDAR KONUKOĞLU
17
Glikojenin lizozomal yıkılımı
Hücre glikojeninin yaklaşık % 1-3 ‘ü lizozomal

enzim olan -glukozidaz
(asid maltaz) ile yıkılır.
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
DİLDAR KONUKOĞLU
18
6
8.4.2015
Glikojen yıkılımının düzenlenmesi
•
•
•
•
•
•
Glikojen fosforilaz
Enzimin fosfo hali aktif
Fosforilasyon: Glikojen fosforilaz kinaz
Karaciğer
c AMP bağımlı (kovalant modifikasyon)
c AMP bağımsız
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
19
EPİNEFRİN /GLUKAGON
Fosforilaz kinaz b
inhibitör 1-P
Aktivasyonu
Protein
fosfataz
inhibisyonu
PKA
cAMP
Glikojen

UDP-Glc
Fosforilaz kinaz a-P

Fosforilaz a-P
Glukoz-1-P
+
Glukoz-6-P
Fosforilaz b
GLUKOZ
KC cAMP bağımlı glikojen yıkılımı
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
20
KC-cAMP’den bağımsız yol ile
düzenlenme
Epinefrin ve norepinefrin, a-1 reseptör aracılı 
intrasellüler Ca+2 
Ca+2-kalmodulin bağımlı PK aktivasyonu 
fosforilaz kinaz aktivasyonu  glikojen yıkılımı 
Bu yolla oksitosin, vazopressin ve angiotensin ll
de etki gösterir.
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
DİLDAR KONUKOĞLU
21
7
8.4.2015
Kasta Glikojen Yıkılımı
• Kas fosforilazı immünolojik ve genetik açıdan
karaciğer fosforilazından farklı
• Fosforile formu (fosforilaz a) AMP varlığından
bağımsız olarak aktiftir ve yapısında B6
vitamini bulunur.
• Defosforile formu (fosforilaz b) sadece AMP
varlığında aktiftir.
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
22
EPİNEFRİN
2-reseptor
Fosforilaz kinaz b
inhibitör 1-P
Aktivasyonu
PKA
cAMP
Glikojen

UDP-Glc
Protein
fosfataz
inhibisyonu
Fosforilaz kinaz a-P

Fosforilaz a-P
Glukoz-1-P
+
Glukoz-6-P
Fosforilaz b
LAKTAT
PİRUVAT
CO2
Kasta cAMP bağımlı glikojen yıkılımı
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
23
Kasta Glikojen Yıkılımı-Allosterik
düzenlenme
• a- ATP/AMP oranları
• Dinlenmede: ATP> AMP; fosforilaz b inaktif
• Kontraksiyon: AMP>ATP; fosforilaz b’nin
allosterik aktivasyonu (mili sn)
• Fosforilaz b’nin fosforilasyonu (sn-dk)
• b- Ca+2 : Kontraksiyon sırasında hücre
• içi Ca+2 artar ve Ca+2 defosforile fosforilaz
• kinaz a’ya bağlanarak aktivasyon yapar.
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
DİLDAR KONUKOĞLU
24
8
8.4.2015
Glikojen yıkılımının düzenlenmesi
Glikojen
Allosterik İNHİBİTÖR
ATP
GLİKOJEN
Glukoz
FOSFORİLAZ
Glukoz 6P
Glukagon
Epinefrin
Kalsiyum
AMP
Kas
GLİKOJEN
SENTAZ
GLUKOZ 6-P
ALLOSTERİK
AKTİVATÖR
P
(+)
Glukoz 1-P
Fosfoglukomutaz
Glukoz 6-P
GLUKOZ
Glukoz 6-fosfataz
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
25
Glikojen metabolizması kovalent modifikasyon,
gen transkripsiyonu ve allosterik olarak düzenlenir
Enzim
Glikojen
Fosforilaz
Glikojen
Sentaz
Stimulasyon
Glukagon, Epinefrin,
cAMP, Ca++, AMP,
Fosforilasyon
İnhibitör 1-P
Insulin,
Glukoz-6- Fosfat
Defosforilasyon
8.4.2015
DİLDAR KONUKOĞLU
DİLDAR KONUKOĞLU
İnhibisyon
Insulin,
ATP,
Glukoz
Defosforilasyon
Glukagon,
Epinefrine, cAMP,
Ca++,
Fosforilasyon
İnhibitör 1-P
26
9