Glikogen
Glikogen je rezervni polisaharid pri živalih. Je bel prah, brez okusa in vonja s splošno formulo (C6H1005)n. Najdemo ga lahko v obliki zrnc v citosolu različnih tipov celic. Največ se ga nahaja v mišicah (približno 75 %), jetrih (okoli 22%), manj pa v ledvicah, možganih in belih krvničkah. Imajo ga vse višje razvite živali, najdemo pa ga tudi v nekaterih mikroorganizmih kot so bakterije in glive (npr. kvasovke).
Zgradba
Glikogen je sestavljen iz D-glukopiranoznih enot, ki so med seboj povezane z 1α-4 in 1α-6 vezmi. Njegova zgradba je podobna amilopektinu, le da so 1α-6 vezi pri glikogenu bolj pogoste; pojavljajo se na vsakih 8-16 molekul.
Funkcija v metabolizmu
V telesu se uporablja kot zaloga glukoze. Samo jetrni glikogen pa je na voljo tudi drugim celicam v telesu. Po zaužitju in prebavi ogljikovih hidratov se v krvi dvigne raven glukoze, zaradi česar začne trebušna slinavka izločati hormon inzulin, glukoza pa potuje proti jetrnim celicam. Inzulin v jetrnih celicah spodbudi aktiviranje večih encimov, med njimi tudi glikogen sintaze. Glukozne enote se nato med seboj vežejo v glikogenske polimere dokler je nivo glukoze in inzulina visok. Telo na tak način shrani glukozo v obliki glikogena, dokler se nivo glukoze v krvi ne spusti (ob povečani potrebi po energiji).
Kadar potrebujemo glukozo se glikogen v jetrih začne razgrajevati v glukozne enote s pomočjo glikogen fosforilaze, ki je osnovni encim glikogenolize. Kadar se ne prehranjujemo je glavni vir glukoze v krvi glikogen v jetrih.
Glikogeneza
Glikogeneza je proces pri katerem se glukozne monomere vežejo v verigo. Ta proces se sproži medtem ko telo miruje (v fazi mirovanja). V jetrih pa ga lahko aktivira tudi in inzulin kot odgovor na visoko koncentraciji glukoze v krvi.
Sinteza glikogena je energijsko uravnan proces. Energijo za sintezo dobi iz UTP-ja, ki reagira z glukoza-1-fosfatom. S pomočjo UDP-glukozne-piroposforilaze nastane UDP-glukoza. Glikogen-sintaza nato poveže UDP-glukozne monomere z 1α-4 glikozidno vezjo, nato pa se na vsakih 8 do 16 molekul s pomočjo drugega encima tvori še 1α-6 vez.
Glikogenoliza
Glikogenoliza poteka v mišicah in jetrih, kjer je glikogen v glavnem shranjen. Gre za hormonski odziv na epinefrin in/ali glukagon, peptid trebušne slinavke, ki se tvori v alfa celicah Langerhansovih otočkov pri nizki koncentraciji glukoze v krvi. Jetra lahko v krvni obtok sproščajo glukozo, ki nastane pri glikolizi G6P(glukoze-6-fosfata) pod vplivom glukoza-6-fosfataze. Mišične celice na drugi strani tega encima nimajo zato uporabljajo G6P izključno za glikolizo.
Encim glikogen-fosforilaza cepi 1-4 in tvori glukoza-1-fosfatne monomere, ki se nato pretvorijo v glukozo-6 fosfat. Za cepitev 1-6 vezi potrebujemo glikogen transferazo, ki iz razvejanega glikogena tvori linearni polimer.
G6P se lahko uporablja kot vir energije v glikolizi G6P lahko s pomočjo glukoza-6-fosfat dehidrogenaze pretvorimo v NADPH in pentoze. V jetrih in ledvicah se G6P lahko defosforilizira do glukoze z encimom glukoza-6-fosfatazo, kar pa je tudi zadnja stopnja v procesu glukonevgeneze.
Motnje v presnovi glikogena
Najbolj pogosta motnja je diabetes, pri katerem zaradi nepravilno uravnavane ravni inzulina lahko pride do kopičenja ali pretirane porabe glikogena v jetrih. To lahko sproži hiperglikemijo (povečana raven sladkorja v krvi) ali hipoglikemijo (zmanjšana raven sladkorja v krvi).
Poznamo tudi 12 vrst napak pri sintezi ali razgradnji glikogena. Napake so lahko prirojene (ne delovanje encimov, ki sodelujejo v teh dveh procesih) ali pa ne. Najpogostejši vzrok za ne prirojene napake pri živini je zastrupitev z alkaloid kastanosperminom. Poslediceh teh napak so nepravilna rast, mišični krči, mišična oslabljenost, v nekaterih primerih pa tudi smrt v otroštvu.
Viri in literatura
- http://www.britannica.com/EBchecked/topic/236084/glycogen (9.11.2009)
- http://www.britannica.com/EBchecked/topic/236106/glycogen-phosphorylase (9.11.2009)
- Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L. 2007, Biochemistry
- http://en.wikipedia.org/wiki/Glycogen (26.11.2009)
- http://en.wikipedia.org/wiki/Glycogenesis
- http://en.wikipedia.org/wiki/Glycogenolysis
- http://en.wikipedia.org/wiki/Glycogen_storage_disease
