Glikojen Metabolizması Quiz

Glikojen Metabolizması: Glikojenez & Glikojenoliz

• Glikojen, hayvanlardaki depo polisakkarididir.
• Hücrede 100-400 Angstrom büyüklüğünde granüller şeklinde bulunur.
• Glikojen granülleri içinde, glikojen sentezi ve yıkımındaki enzimler de yer alır.
• Molekül ağırlığı 10⁸'e kadar ulaşabilir (~55 000 glukoz).
• Glikozlar α(1→4)-glikozidik bağlarla birbirine bağlanır.
• Dallanmalar genellikle 8-14 glikozdan sonra oluşan α(1→6)-glikozidik bağlarla gerçekleşir.
• Dallanmalar, glikojenin yıkımını kolaylaştırır.
• Glikojen, fosforilazlar tarafından parçalanır.

Karbonhidratlar

• Basit şekerler: Glikoz, galaktoz, mannoz
• Disakkaritler: Sakaroz, maltoz, laktoz
• Oligosakkaritler: Süt oligosakkaritleri, rafinnoz
• Glikoz homopolimerleri: Selüloz, nişasta, glikojen
• Disakkarit heteropolimerler: Kitin, keratan sülfat

Glikojen Depolayan Karaciğer Hücresi

• Glikojen granülleri karaciğer hücrelerinde pembe renkte görülür.
• Mitokondriler yeşil renkte görülür.
• Yağ damlacıkları karaciğer hücrelerinde bulunur.
• Karaciğer ağırlığının %10'u glikojenden oluşur.

Nişasta & Glikojen

• Nişasta, çoğunlukla dallanmamış zincirler halindedir.
• Glikojen, dallanmış zincirlerden oluşur.
• Nişasta, patates gibi bitkilerde depolanır.
• Glikojen, hayvanların karaciğer ve kaslarında depolanır.

Glikojen Deposunun Gün Boyu Seyri

• Karaciğerde doku ağırlığının %10'u, kaslarda ise %1-2'si glikojenden oluşur.
• Kas kütlesi daha fazla olduğundan, glikojen depolanması kaslarda daha fazladır.
• Glikojen, 10-18 saatlik bir enerji kaynağı sağlar.

Açlık Durumunda Glikojene İhtiyaç Var

• Açlık durumunda glikojen parçalanarak glukoz sağlanır.
• Açlık sürecinde glukoneogenez de artış gösterir.

Glikojen (Genel Yapı & Dallanma)

• Elektron mikroskobu görüntülerinde 21 nm çapında küresel şekillerde görülür.
• Molekül ağırlığı 10⁸ Da'dır.
• 13 glikoz kalıntısı içeren dallanmış zincirlerden oluşturulmuştur.
• Dallanmış zincirler, yoğun iç katmanlarda; dallanmamışlar ise daha dışta bulunur.

Glikojende İndirgen-İndirgenmeyen Uçlar

• Glikojen, α-1,4 ve α-1,6 glikozidik bağlar aracılığıyla bağlantı kurar.
• İndirgen uç, glikojenin uzaması için primer/ilk olarak kullanılan uçtur.
• İndirgenmeyen uç, glikojenin daha sonra uzaması için kullanılan uçtur.

Glikojenin Primeri

• 37 kDa ağırlığında, 349 amino asitten oluşur.
• Glikojen sentezinin başlangıcı için gerekli bir primerdir.
• UDP-Glikoz tarafından tirozine kovalent olarak bağlanır.
• 1→4 bağlarının eklenmesini katalizler (oto-katalitik).
• İlk 7 glukozu ekledikten sonra, glikojen sentez kinaz (GSK), glikojen sentezini devam ettirir.

UDP-Glukoz Şeker Vericidir

• Glikojen sentezi için temel şeker kaynağıdır.
• Glukozun anomerik karbonu ile nükleotid fosfoester bağı kurar.
• Nükleotid-şeker, disakkarid ve kompleks şekerlere glukoz verir.
• Arjantinli bilim insanı Luis Leloir tarafından keşfedilmiştir.

Nükleotit Şeker (UDP-Glukoz) Oluşumu

• UTP ile Glukoz-1-P reaksiyona girer.
• Glukoz-1-fosfatın fosfatı, UTP'nin bir fosfatıyla yer değiştirir.
• Pi (pirofosfat), bir ürün olarak açığa çıkar.
• UDP-glukoz (UDPG) oluşur.

Glikojenin Fosforillenmesi

• İndirgenmeyen uçtan başlar, glikojen fosforilaz enziminin aracılığıyla gerçekleşir.
• Glikojen 1 glukoz birimi kaybeder.
• Glukoz-1-fosfat oluşur.

Glikojenoliz (Glikojen Yıkımı) Basamakları

• Glikojenin fosforillenmesi: Glikojen fosforilaz tarafından gerçekleştirilir.
• Dallanmanın kırılması: Bifonksiyonel bir enzim (glukan transferaz, alfa-1,6-glikozidaz) tarafından gerçekleştirilir.
• G-6-P oluşumu: Fosfoglukomutaz enziminin yardımıyla gerçekleştirilir.
• Serbest glukoz oluşumu: Glukoz-6-fosfataz tarafından gerçekleştirilir.

Glikojenolizin Son Basamağı

• Endoplazmik retikulumda G6P'ten glukoz serbestleştirilir.
• Glut-2 taşıyıcıları (GLUT2) aracılığıyla kana verilir.

Glikojen Sentezi Basamakları

• Glukoz'un fosforilasyonu (Hekzokinaz).
• G6P'nin Glukoz-1-fosfat'a dönüşümü (Fosfoglukomutaz).
• UDP-glukoz'un oluşumu (UTP, G1P, UDP-glukoz pirofosforilaz).
• UDP-glukozun glikojen omurgasına eklenmesi (glikojen sentaz).
• Dallanma: α-1,4-a-1,6 trans glikozilaz (glikozil 4→6 transferaz).

...Glikojen Sentezi

• İlk 7 glukoz, glikojen tarafından eklenir.
• Daha sonraki glukozlar, glikojen sentaz tarafından eklenir.
• Zincir en az 11 birime ulaştığında, transferaz aktivitesi ile farklı bir parçaya 1-6 bağlarla bağlanır.
• Glikojen sentezi devam eder (glikojen sentaz).

Karaciğerde Glikojen Sentezi ve Yıkımı Özeti

• Anahtar enzimler, düzenleyici mekanizmalar, ve reaksiyonlar.
• Glikojenoliz ve glikojenez reaksiyon grafikleri.
• Reaksiyonların hücresel lokalizasyonu.

Glikogenez & Glikojenoliz Kontrolü

• Allosterik kontrol: Hücre içi substratlar (ATP, AMP, Glukoz-6-P, Ca²⁺)
• Hormonal kontrol: cAMP ve protein kinaz A (Glukagon, Epinefrin, İnsülin)
• Enzimlerin defosforilasyonu (insülin, protein fosfataz-1) ve fosforilasyonu (glukagon, epinefrin).

Glikojenolizde Glikojen Fosforilaz'ın Aktivasyon ve İnhibisyonu

• Proteinkinaz A, inaktif fosforilasyon kinazı aktive eder.
• Fosforilasyon kinaz, inaktif fosforilaz b'yi aktif fosforilaz a'ya çevirir.
• Fosfoprotein fosfataz-1, fosforilasyon kinazın aktivitesini inhibe eder.
• Her iki enzim de fosforillendiğinde aktif, defosforillendiğinde inaktiftir.

Glikojenezde Glikojen Sentaz'ın Kontrolü

• Glikojen sentaz, glikojen sentezini kontrol eden ana enzimdir.
• Defosforile edilmiş durumda, aktif (glikojen sentaz a) formunda olur.
• Fosforile edilmiş durumda, inaktif (glikojen sentaz b) formunda olur.
• İnsülin, glikojen sentazın defosforillenmesini sağlayarak aktivitesini artırır.
• Glukagon ve epinefrin ise glikojen sentazın fosforillenmesini sağlayarak aktivitesini azaltır.

Kaslarda Glikojenolizin Kontrolü

• Epinefrin, adrenerjik reseptörleri aktive ederek cAMP konsantrasyonunu artırır.
• Bu artış, cAMP bağımlı protein kinazı aktive eder (PKA).
• PKA, fosforilaz kinazın fosforillenmesine neden olur, bu da fosforilaz b'nin fosforilaz a'ya dönüşümünü sağlar.

Kaslarda Glikojen Sentezinin Kontrolü

• Glikojen sentaz, glikojenezde ana fonksiyonu olan enzimdir.
• Defosforillenmesi, aktif hale (glikojen sentaz a) getirir.
• Protein fosfataz-1 (PP1), glikojen sentazı defosforille eder, böylece aktivitesini artırır.

Glikojen Metabolizmasının Hormonal Kontrolü

• Pancreas ve adrenal bezler tarafından salgılanan hormonlar, glikojen metabolizmasını kontrol eder.
• İnsülin, glikojenez ile glikojen sentezini artırırken, glukagon ve epinefrin glikojenoliz ile glikojen yıkımını artırır.

Glikojen Depo Hastalıkları

• Tabloda, farklı glikojen depo hastalıklarına ait genetik sebepler, enzim eksiklikleri, hastalık adı ve tip numaraları gösterilmektedir.

Kaynaklar

• Sayfalardaki kaynaklar listelenmiştir.