medical-notes/content/Biokemi/Metabolism/🧂 Glykogen/Anteckingar.md

---
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)