Johan Dahlin
02d1898eee
All checks were successful
Deploy Quartz site to GitHub Pages / build (push) Successful in 1m30s
169 lines
6.5 KiB
Markdown
169 lines
6.5 KiB
Markdown
---
|
||
föreläsare: Martin Lidell
|
||
tags:
|
||
- biokemi
|
||
- glykogen
|
||
- anteckningar
|
||
date: 2025-12-03
|
||
---
|
||
|
||
## Översikt
|
||
|
||
- Cori-cykeln illustrerar hur muskler och lever samarbetar: muskler frisätter laktat som levern omvandlar till nytt glukos.
|
||
- Kroppens energireserver:
|
||
- triglycerider i fettväv ≈ 83 %
|
||
- proteiner ≈ 15 % (nedbrytning medför muskelförlust, inget önskat lager)
|
||
- glykogen ≈ 0,9 % i muskler och 0,3 % i lever
|
||
- Glykogen binder vatten och är därför betydligt mindre energitätt än fett (≈7× skillnad).
|
||
- Hjärnan kräver kontinuerlig glukostillgång i normalläge.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Struktur och byggstenar
|
||
|
||
- Glykogen består av glukos kopplat via 𝛼-1,4-bindningar med 𝛼-1,6-förgreningar var 8–12:e enhet.
|
||
- Kedjorna byggs och bryts vid de icke-reducerande (4′) ändarna; den reducerande (1′) änden sitter kovalent fast i glykogenin.
|
||
- Hydrolys klyver 𝛼-1,6-bindningar i grenpunkter.
|
||
- Fosforylys (med oorganiskt fosfat) klyver 𝛼-1,4-bindningar och lämnar glukos-1-fosfat.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Glykogenolys – översikt
|
||
|
||
1. **Fosforylys:** glykogenfosforylas spjälkar glukos-1-fosfat från icke-reducerande ändar.
|
||
2. **Remodellering:** debranching-enzymet flyttar förgreningar så att fler enheter blir åtkomliga.
|
||
3. **Isomerisering:** fosfoglukomutas konverterar glukos-1-fosfat till glukos-6-fosfat.
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203104011.png]]
|
||
|
||
När fyra glukosenheter återstår före en gren tar steriska hinder stopp för fosforylaset. Utan remodellering hade endast cirka en tredjedel av glykogenlagret varit åtkomligt.
|
||
|
||
### Debranching-enzymet
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203104338.png|200]]
|
||
|
||
- Har två aktiviteter. Transferasdelen flyttar en trimer av glukos från en kort gren till en längre intilliggande kedja.
|
||
- Den sista glukosen i förgreningen klyvs genom 𝛼-1,6-glukosidasaktivitet och lämnar som fritt glukos (övriga enheter lämnar som glukos-1-fosfat).
|
||
|
||
### Fosfoglukomutas
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203104752.png|300]]
|
||
|
||
- Flyttar fosfatet från C1 till C6 via ett fosforylerat enzymintermediat.
|
||
- Reaktionen är reversibel, kräver inget ATP och ger glukos-6-fosfat som kan gå vidare till glykolys, pentosfosfatvägen eller gluconeogenes.
|
||
|
||
### Glukos-6-fosfatas
|
||
|
||
- Glykogen byggs och bryts ner i cytosolen, men glukos-6-fosfatas finns i ER-membranet i lever och njure.
|
||
- Enzymet omvandlar glukos-6-fosfat till fritt glukos, som lämnar cellen via GLUT2. Detta är ett centralt steg i både glykogenolys och glukoneogenes.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Glykogensyntes – fyra huvudsteg
|
||
|
||
1. **Aktivering:** glukos-1-fosfat + UTP → UDP-glukos + PPi via UDP-glukospyrofosforylas; PPi hydrolyseras och driver reaktionen framåt.
|
||
2. **Initiering:** glykogenin autokatalyserar addition av glukos (från UDP-glukos) på en tyrosinrest tills en primer på minst fyra enheter bildats.
|
||
3. **Elongering:** glykogensyntas binder UDP-glukos till icke-reducerande ändar genom 𝛼-1,4-bindningar.
|
||
4. **Förgrening:** branching-enzymet flyttar 6–7 glukoser från en lång kedja och skapar en 𝛼-1,6-förgrening cirka fyra enheter bort från befintlig gren. Grenpunkter kan inte placeras för tätt.
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203110550.png]]
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Regleringsprinciper
|
||
|
||
Nyckelenzymer: glykogenfosforylas (nedbrytning) och glykogensyntas (uppbyggnad).
|
||
|
||
Reglering sker via:
|
||
- allosteri (energinivåer i cellen)
|
||
- reversibel fosforylering styrd av hormoner
|
||
- Ca²⁺-beroende aktivering vid muskelarbete
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203112517.png|300]]
|
||
|
||
Glykogenfosforylas växlar mellan två konformationer:
|
||
- **R-state (a-formen):** aktiv, stabiliseras av fosforylering.
|
||
- **T-state (b-formen):** mindre aktiv, stabiliseras av defosforylering och vissa ligander.
|
||
|
||
### Lever vs. muskel
|
||
|
||
- **Levern** prioriterar blodglukos. Glukagon aktiverar fosforylas. När glukosnivån stiger binder glukos allosteriskt och gynnar T-state → nedbrytning stoppas.
|
||
- **Muskeln** använder glykogen för egen ATP-produktion och reagerar inte på glukosnivåer. AMP (lågt energiläge) aktiverar fosforylas, medan högt ATP och/eller glukos-6-fosfat hämmar.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Reglering av glykogensyntas
|
||
|
||
- Den defosforylerade formen är mest aktiv (motsatsen till fosforylaset).
|
||
- Minst tre fosforyleringsställen bidrar till finjustering; flera kinaser deltar (PKA, GSK3 m.fl.).
|
||
- Glukos-6-fosfat är en stark allosterisk aktivator och speglar cellens glukostillgång.
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203113615.png|200]]
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Hormoner
|
||
|
||
- **Insulin:** frisätts från pankreas β-celler vid högt blodglukos, stimulerar glykogensyntes och defosforylering via fosfataser.
|
||
- **Glukagon:** frisätts från α-celler vid lågt blodglukos, verkar främst på levern och stimulerar glykogenolys + glukoneogenes.
|
||
- **Adrenalin (epinefrin):** produceras i binjuremärgen från tyrosin, förbereder muskler för akut arbete genom att mobilisera glykogen.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Hormonella signalvägar
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203114330.png]]
|
||
|
||
1. Hormon (glukagon/adrenalin) binder receptor.
|
||
2. Adenylatcyklas höjer [cAMP].
|
||
3. Protein kinas A (PKA) aktiveras och fosforylerar nedströms mål.
|
||
4. Fosforylaskinas aktiveras och omvandlar glykogenfosforylas b → a.
|
||
|
||
### Fosforylaskinas och Ca²⁺
|
||
|
||
- Har katalytiska och reglerande subenheter (calmodulin-lika enheter binder Ca²⁺).
|
||
- Ca²⁺ från muskelsammandragning kan delvis aktivera fosforylaskinas även utan hormon, vilket kopplar muskelarbete till glykogenolys.
|
||
|
||
### Proteinfosfatas 1 (PP1)
|
||
|
||
- Tar bort fosfatgrupper från glykogenfosforylas, fosforylaskinas och glykogensyntas.
|
||
- Insulin aktiverar PP1 → stoppar nedbrytning och stimulerar syntes.
|
||
- Glukagon och adrenalin hämmar PP1 via PKA-medierade mekanismer → bibehåller fosforylerade (aktiva) nedbrytningsenzymer.
|
||
|
||
### GSK3 och insulin
|
||
|
||
- GSK3 (glykogensyntaskinas) fosforylerar glykogensyntas och gör det mindre aktivt.
|
||
- Insulinaktiverad PKB/Akt fosforylerar och hämmar GSK3 samt stimulerar PP1.
|
||
- Resultatet blir defosforylerat (aktivt) glykogensyntas och defosforylerat (inaktivt) glykogenfosforylas.
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203114930.png]]
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203115628.png]]
|
||
|
||
Glukagons primära målorgan är levern, medan adrenalin framför allt riktar sig till muskler.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Sammanfattning
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203115653.png]]
|
||
|
||
### Glykogenolys – viktiga enzymer
|
||
- Glykogenfosforylas
|
||
- Debranching-enzym (transferas + 𝛼-1,6-glukosidas)
|
||
- Fosfoglukomutas
|
||
- Glukos-6-fosfatas
|
||
- Protein kinas A
|
||
- Fosforylaskinas
|
||
- Proteinfosfatas 1
|
||
|
||
### Glykogensyntes – viktiga enzymer
|
||
- Hexokinas/Glukokinas
|
||
- Fosfoglukomutas
|
||
- UDP-glukospyrofosforylas + oorganiskt pyrofosfatas
|
||
- Glykogenin
|
||
- Glykogensyntas
|
||
- Branching-enzym
|
||
- Protein kinas A
|
||
- Glykogensyntaskinas (GSK3)
|