curs5_Glucide_2015

Metabolismul glucidelorCurs nr. 5

Subiecte ce vor fi tratateMetabolismul glucidic-generalitati

Metabolismul oligoglucidelor si poliglucidelor Catabolismul poliglucidelor si oligoglucidelorAnabolismul oligoglucidelor Anabolismul poliglucidelor

Metabolismul monoglucidelorCatabolismul monoglucidelorAnabolismul monoglucidelor

Anabolismul (Biosinteza) oligoglucidelornecesit monomeri activai, sub form de UDP-monoglucid, n vederea condensrii lor

Uridintrifosfatul (UTP)

UTP:coenzima de activare i transfer a glucozei glucoz activat.Pentru biosinteza glucidelor.

Subiecte ce vor fi tratateMetabolismul glucidic-generalitati

Metabolismul oligoglucidelor si poliglucidelor Catabolismul poliglucidelor si oligoglucidelorAnabolismul oligoglucidelor Anabolismul poliglucidelor

Metabolismul monoglucidelorCatabolismul monoglucidelorAnabolismul monoglucidelor

Biosinteza poliglucidelor

Biosinteza poliglucidelor (amidonului (amilozei i amilopectinei) la plante i cea a glicogenului la animale) necesit pe lng monomeri activai i prezena unui centru de condensare o molecul primer= amorsa a poliglucidului. n cazul biosintezei amidonului la plante, sau a biosintezei unor omologi ai glicogenului la unele bacterii, monoglucidul activat este ADP-glucoza, n timp ce biosinteza glicogenului n organismul animal utilizeaz ca monoglucid activat UDP-glucoza. Molecula primer de condensare trebuie s aib cel puin patru resturi de glucoz legate prin legtur glicozidic -1:4.

Glicogenogeneza (Biosinteza glicogenului)Semnificaia funcional. Glicogenogeneza asigur depunerea excesului de glucoz ingerat, sub form de poliglucid de rezerv, accesibil la nevoie.

Glicogenogeneza-particularitati Enzima cheie este glicogen sintetaza

Molecula primer de condensare trebuie s aib cel puin patru resturi de glucoz legate prin legtur glicozidic -1:4 ca sa fie recunoscuta de glicogen sintetaza

Produsul rezultat este un lan poliglucidic lung, neramificat. Ramificarea moleculei de glicogen este asigurat de enzima de ramificare amilo-(1,4-1,6)-transglicozidaza, care rupe fragmente de 6-11 resturi de glucoz legate -1:4 glicozidic i le ataeaz la lanuri laterale prin legtur glicozidic -1:6.

Reglarea glicogenogenezeiEnzima glicogen sintetaza (UDP-glucozo-glicogen glucoziltransferaza) exist sub dou forme interconvertibile: fosforilat (inactiv) i nefosforilat (activ).

Trecerea enzimei din form inactiv n form activ este rezultatul reaciei de defosforilare a enzimei, reacii catalizate de o fosfoprotein-fosfataz iar inactivarea este rezultatul reactiei de fosforilare catalizata de protein-kinaza A.

Forma inactiv a glicogen-sintetazei este stimulat alosteric de ctre glucoz-6-fosfat, care i crete afinitatea pentru UDP-glucoz.

Localizarea intracelulara si distributia tisularaLocalizarea intracelular. Intreaga secven de reacii este n citosol.

Distribuia tisular. Organele cu cel mai crescut coninut de glicogen sunt ficatul (2-8%) i muchiul scheletic (0,5-1%). Glicogenul este rspndit totui n majoritatea esuturilor i organelor, chiar dac este n cantiti infime.n esutul nervos, glicogenul sintetizat n cantitate foarte mic nu are funcie de depozit ci rol reglator al oxidrii glucozei.

Unidirectionarea metabolismului glicogenuluiCand glucoza e insuficienta

Unidirectionarea metabolismului glicogenuluiCand glucoza e abundentaInsulina se cupleaza cu receptorul sau tirozinkinazic din membrana celulara

Subiecte ce vor fi tratateMetabolismul glucidic-generalitati

Metabolismul oligoglucidelor si poliglucidelor Catabolismul poliglucidelor si oligoglucidelorAnabolismul oligoglucidelor Anabolismul poliglucidelor

Metabolismul monoglucidelorCatabolismul monoglucidelorAnabolismul monoglucidelor

Catabolismul (Degradarea) monoglucidelor In urma procesului de digestie, monoglucidele sunt absorbite prin celulele epiteliale ale mucoasei intestinului subire, printr-un proces de absorbie activ (cu consum de energie) i care prezint un nalt grad de stereospecificitate.

Dintre toate monoglucidele de natur exogen, pentru organismul animal glucoza prezint cea mai mare importan, att cantitativ ct i din punctul de vedere al specificitii sistemelor enzimatice celulare. Pentozele (riboza, arabinoza i xiluloza) au importan energetic minor. Dintre celelalte hexoze, mai importante sunt fructoza i galactoza, factorul limitativ n metabolizarea lor fiind conversia lor n glucoz.

Activarea monoglucidelor Monoglucidele nu pot fi metabolizate sub forma libera. Activarea glucidelor = procesul de fosforilare a monoglucidelor pe seama ATP, n reacii catalizate de kinaze (fosfotransferaze). Localizarea activarii: citosol

Hexoz + ATP

Hexokinaz

Mg

2+

Hexoz-6-fosfat + ADP

Hexokinazaprezint o specificitate redus, dar o afinitate foarte mare pentru hexoze. Astfel, hexokinaza hepatic poate fosforila att glucoza, ct i manoza sau galactoza, cu formarea hexozo-6-fosfailor respectivi. In ficatul mamiferelor exist o izoforma a hexokinazei ce fosforileaz numai glucoza numit glucokinaza.Diferena dintre hexokinaz i glucokinaz const n gradul de specificitate i de afinitate diferit. n timp ce hexokinaza are specificitate mic dar afinitate mare (Km 0,1 mM) pentru glucoz, glucokinaza are specificitate mare dar afinitate mic (Km 10 mM) pentru glucoz. Glucokinaza este absent n esutul muscular. Glucokinaza este absent n ficatul rumegtoarelor, deoarece glucoza absorbit din intestin este cantitativ foarte redus, celuloza fiind degradat de microorganismele intestinale simbionte cu eliberare n special de acid propionic. Rumegtoarele i asigur glucoza prin biosinteza (gluconeogeneza).

Glucoz-6-fosfat (G-6-P)Toti hexozofosfaii se transform n glucoz-6-fosfat (G-6-P), care reprezint poarta comun prin care hexozele i fac intrarea n metabolismul intermediar.

Principalele cai de metabolizare a G-6-P

1. Glicoliza, calea Embden-Meyerhof-Parnas Glicoliza: secvena reaciilor care realizeaz transformarea glucozei pn la 2 molecule de piruvat. Se intalneste atat la eucariote cat si la procarioteDecurge in trei etape:1) formarea fructoza 1,6 bifosfat din molecula de glucoza2) clivarea fructoza 1,6 bifosfat in doua molecule compuse din 3C3) sinteza ATP in urma formarii piruvatului

Pe ansamblu, glicoliza este un proces exergonic, singurul din organism care se poate desfura i n anaerobioz. Pentru fiecare molecul de glucoz degradat se consum iniial dou molecule de ATP, la nivelul reaciilor catalizate de hexokinaz i fosfofructokinaz i se sintetizeaz patru molecule de ATP (cte dou per triozofosfat), la nivelul reaciilor catalizate de fosfogliceratkinaz i piruvatkinaz. Toi intermediarii glicolizei sunt compui fosforilai, gruprile fosfat ataate avnd urmtoarele funcii: a) furnizeaz o grupare polar, ncrcat negativ, care nu permite trecerea liber a compusului prin membrana celular; b) au capacitatea de a fosforila n anumite condiii ADP, cu formare de ATP; c) sunt grupri de legare i recunoatere stereochimic a centrelor catalitice active ale enzimelor glicolitice.

Glicoliza calea metabolicaorganizare

Etapa 1Etapa 2Etapa 3