Glikogenez, glikojen sentezi süreci veya glikozun glikojene dönüştürülmesi sürecidir; bu süreçte glikoz molekülleri depolama için glikojen zincirlerine eklenir. Bu süreç, Cori döngüsünü izleyen dinlenme dönemlerinde karaciğerde aktive edilir ve ayrıca yüksek glikoz seviyelerine yanıt olarak insülin tarafından aktive edilir .
Adımlar
- Glikoz, glukokinaz veya hekzokinazın etkisiyle ATP’nin ADP’ye dönüşmesiyle glikoz 6-fosfata dönüşür .
- Glukoz-6-fosfat, fosfoglukomutazın etkisiyle , zorunlu ara madde olan glukoz-1,6-bisfosfattan geçerek glukoz-1-fosfata dönüşür.
- Glukoz-1-fosfat, UDP-glukoz pirofosforilaz enziminin etkisiyle UDP-glukoza dönüştürülür . Pirofosfat oluşur ve daha sonra pirofosfataz tarafından iki fosfat molekülüne hidrolize edilir.
- Enzim glikogenin, glikojenezin diğer enzimleri tarafından uzatılan ve dallanan ilk kısa glikojen zincirlerini oluşturmak için gereklidir. Bir homodimer olan glikogenin , glikojenin indirgeyici ucu için çapa görevi gören her alt birimde bir tirozin kalıntısına sahiptir. Başlangıçta, glikogenin tarafından her tirozin kalıntısına yaklaşık yedi UDP-glikoz molekülü eklenerek α(1→4) bağları oluşturulur.
- Yedi glikoz monomerinden oluşan bir zincir oluştuğunda, glikojen sentaz büyüyen glikojen zincirine bağlanır ve glikojen zincirinin indirgeyici olmayan ucundaki glikozil kalıntısının 4-hidroksil grubuna UDP-glikoz ekleyerek daha fazla α(1→4) bağı oluşturur.
- Dallar, glikojen dallanma enzimi (amilo-α(1:4)→α(1:6)transglikozilaz olarak da bilinir) tarafından yapılır , bu enzim zincirin ucunu α-1:6 glikozidik bağı yoluyla daha önceki bir parçaya aktarır ve daha fazla α-1:4 glikozidik biriminin eklenmesiyle daha da büyüyen dallar oluşturur.
Glikoliz , glukoneogenez , glikogenez ve glikojenoliz dahil olmak üzere yaygın monosakkaritlerin metabolizması
Kontrol ve düzenlemeler
Glikogenez hormonal kontrole cevap verir.
Kontrolün ana biçimlerinden biri glikojen sentaz ve glikojen fosforilazın çeşitli fosforilasyonudur. Bu, hormonal aktivitenin kontrolü altındaki enzimler tarafından düzenlenir ve bu da birçok faktör tarafından düzenlenir. Bu nedenle, allosterik düzenleme sistemleriyle karşılaştırıldığında birçok farklı olası efektör vardır.
Epinefrin (adrenalin)
Glikojen fosforilaz fosforilasyonla aktive olur, glikojen sentaz ise inhibe olur.
Glikojen fosforilaz, fosforilaz kinaz enzimi tarafından daha az aktif “b” formundan aktif bir “a” formuna dönüştürülür. Bu son enzim, protein kinaz A tarafından aktive edilir ve fosfoprotein fosfataz-1 tarafından deaktive edilir.
Protein kinaz A’nın kendisi adrenalin hormonu tarafından aktive edilir . Epinefrin, adenilat siklazı aktive eden bir reseptör proteine bağlanır. İkinci enzim, ATP’den siklik AMP oluşumuna neden olur ; siklik AMP’nin iki molekülü, protein kinaz A’nın düzenleyici alt birimine bağlanır ve bu da onu aktive ederek protein kinaz A’nın katalitik alt biriminin birleşimden ayrılmasını ve diğer proteinleri fosforile etmesini sağlar.
Glikojen fosforilaza geri dönersek, daha az aktif olan “b” formu konformasyonel değişim olmaksızın aktive edilebilir. 5’AMP bir allosterik aktivatör olarak etki eder, oysa ATP bir inhibitördür, fosfofruktokinaz kontrolünde görüldüğü gibi, enerji talebine yanıt olarak akış hızını değiştirmeye yardımcı olur.
Epinefrin yalnızca glikojen fosforilazı aktive etmekle kalmaz , aynı zamanda glikojen sentazı da inhibe eder. Bu, glikojen fosforilazı aktive etmenin etkisini artırır. Bu inhibisyon, protein kinaz A’nın enzimi fosforile ederek aktiviteyi düşürmesi gibi benzer bir mekanizma ile elde edilir. Bu, koordineli karşılıklı kontrol olarak bilinir. Glikogenezin düzenlenmesi hakkında daha fazla bilgi için glikolize bakın.
Kalsiyum iyonları
Kalsiyum iyonları veya siklik AMP (cAMP) ikincil haberciler olarak hareket eder. Bu, negatif kontrolün bir örneğidir. Kalsiyum iyonları fosforilaz kinazı aktive eder. Bu, glikojen fosforilazı aktive eder ve glikojen sentazı inhibe eder.