как называется биосинтез гликогена из глюкозы

Процесс биосинтеза гликогена из глюкозы называется гликогенез. Это сложный многоступенчатый процесс, в ходе которого молекулы глюкозы, превращаются в гликоген, который является основным резервом углеводов в организме животных и человека. Гликоген обычно откладывается в печени и мышцах и используется в качестве источника энергии, когда организм нуждается в дополнительной глюкозе.

Структура гликогена

Гликоген — это полисахарид, состоящий из молекул глюкозы, соединённых альфа-1,4-гликозидными связями с разветвлениями, которые соединены альфа-1,6-гликозидными связями. Это обеспечивает его высокую степень разветвления, что важно для быстрого мобилизования глюкозы в случае необходимости.

Этапы гликогенеза

1. Фосфорилирование глюкозы
   Первым шагом является фосфорилирование глюкозы, то есть присоединение фосфатной группы. Это происходит с помощью фермента глюкокиназы (в печени) или гексокиназы (в других тканях). Глюкоза превращается в глюкозо-6-фосфат (Г6Ф).

   $$\text{Глюкоза}+\text{ATP}\stackrel{\text{гексокиназа/глюкокиназа}}{}\text{Глюкозо-6-фосфат}+\text{ADP}$$

2. Изомеризация глюкозо-6-фосфата
   На следующем этапе глюкозо-6-фосфат изомеризуется в глюкозо-1-фосфат с помощью фермента фосфоглюкомутазы.

   $$\text{Глюкозо-6-фосфат}\stackrel{\text{фосфоглюкомутаза}}{}\text{Глюкозо-1-фосфат}$$

3. Активирование глюкозо-1-фосфата
   Глюкозо-1-фосфат активируется с помощью молекулы уреидофосфата (или уридинтрифосфата), превращаясь в уридиндифосфат-глюкозу (UDP-глюкозу). Это происходит с участием фермента UDP-глюкозаниктрансферазы.

   $$\text{Глюкозо-1-фосфат}+\text{UTP}\stackrel{\text{UDP-глюкозаниктрансфераза}}{}\text{UDP-глюкоза}+\text{PPi}$$

   Этот этап важен, поскольку активированная форма глюкозы (UDP-глюкоза) будет использоваться для добавления глюкозных единиц в растущий полимер гликогена.

4. Синтез цепи гликогена
   Теперь UDP-глюкоза используется для добавления глюкозных остатков к полимеру гликогена, который начинается с небольшой цепи, называемой преминирующим гликогеном. Основным ферментом на этом этапе является гликогенсинтаза, который катализирует образование альфа-1,4-гликозидных связей между молекулами глюкозы.

   $$\text{Гликоген}+\text{UDP-глюкоза}\stackrel{\text{гликогенсинтаза}}{}\text{Гликоген (удлинённый)}+\text{UDP}$$

5. Разветвление молекулы гликогена
   Когда цепь гликогена становится достаточно длинной (приблизительно 11-12 молекул глюкозы), начинается процесс разветвления. Этот процесс катализирует фермент гликогенбранчинг-фермент (или гликогеновый разветвитель). Он переносит кусок цепи гликогена, состоящий из 6-8 глюкозных единиц, и соединяет его с другой цепью, образуя альфа-1,6-гликозидную связь, создавая разветвление.

   $$\text{Гликоген (длинная цепь)}\stackrel{\text{гликогенбранчинг—фермент}}{}\text{Гликоген (разветвлённый)}$$

6. Завершение синтеза
   После образования разветвлений, процесс синтеза продолжается, добавляя новые молекулы UDP-глюкозы к цепям гликогена. Этот процесс может продолжаться до тех пор, пока молекула гликогена не станет достаточно большой для хранения.

Регуляция гликогенеза

Гликогенез строго регулируется, и эта регуляция происходит на нескольких уровнях:

• Гормональная регуляция: Гликогенез активируется гормоном инсулином, который выделяется в ответ на повышение уровня глюкозы в крови. Инсулин активирует несколько ключевых ферментов гликогенеза, таких как гликогенсинтаза. В то же время, глюкагон и адреналин (гормоны стресса) ингибируют гликогенез, активируя гликогенфосфорилазу, фермент, ответственный за расщепление гликогена.

• Коэнзимы и молекулы сигналы: Активность гликогенсинтазы зависит от её фосфорилирования. В ответ на инсулин, гликогенсинтаза активируется (дефосфорилируется). В случае активации AMP-активируемой протеинкиназы (AMPK) в клетке (при низком уровне энергии), процесс синтеза гликогена также подавляется.

Роль гликогена в организме

Гликоген в организме используется для хранения энергии. В печени гликоген является основным источником глюкозы для поддержания нормального уровня сахара в крови между приёмами пищи. В мышцах гликоген служит источником энергии для сокращений при интенсивной физической активности.

Заключение

Гликогенез — это важнейший метаболический процесс, который позволяет организму хранить глюкозу в виде гликогена и эффективно использовать её по мере необходимости. Этот процесс подчиняется строгой гормональной и ферментной регуляции, что позволяет организму поддерживать гомеостаз уровня сахара в крови и обеспечивать клетки энергией.