Glykogensynthese
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Glykogen-Metabolismus Glucan-Biosynthese |
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Die Glykogensynthese ist der Aufbau der Speicherform der Glucose (Traubenzucker), des Glykogen. Dieses besteht aus langen, verzweigten Ketten, die aus einzelnen Glucosemolekülen aufgebaut sind. Der Prozess findet in den meisten Lebewesen statt.[1]
Damit einzelne Traubenzuckermoleküle verbunden werden können, müssen sie zuerst durch Phosphorylierung in UDP-Glucose umgesetzt und damit aktiviert werden. Bei dieser Verknüpfung entsteht ein verzweigtes Molekül. Diese Struktur besitzt den Vorteil, dass Glykogen etwa im Muskel bei schneller Kontraktion für Energiebereitstellung an vielen Enden gleichzeitig abgebaut werden kann.
Der umgekehrte Prozess ist die Glykogenolyse.
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c2/Glycogenesis.png/220px-Glycogenesis.png)
Aufbauschritte
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die Glykogensynthese setzt sich aus verschiedenen Schritten zusammen:
Hexokinase-Reaktion
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Im ersten Schritt wird die Glucose in Glucose-6-phosphat umgewandelt. Hierzu dient die Glucokinase (Hexokinase IV), die auch in der Glykolyse Traubenzucker phosphoryliert; die Reaktion verbraucht pro Glucoseeinheit ein ATP-Molekül als Energie- und Phosphatlieferant. Ein ADP-Molekül entsteht als Koppelprodukt:
Phosphoglucomutase-Reaktion
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Glucose-6-phosphat wird durch die Phosphoglucomutase zu Glucose-1-phosphat isomerisiert, wobei die Gleichgewichtsreaktion aufgrund der ständigen Entnahme des Glucose-1-phosphats durch die nächste Reaktion auf die rechte Seite verschoben ist. Als Zwischenprodukt der Reaktion entsteht Glucose-1,6-bisphosphat:
Glucose-1-Phosphat-UTP-Transferase-Reaktion
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Die eigentliche Aktivierung des Glucose-1-phosphat geschieht durch Reaktion mit Uridintriphosphat (UTP). Dabei wird an die Phosphatgruppe der Glucose ein Teilstück des UTP verknüpft, während die zwei äußeren Phosphatreste (Beta- und Gammaphosphat) des UTP abgespalten werden. Es entsteht die aktivierte UDP-Glucose.
Katalysiert wird die Reaktion durch die Glucose-1-phosphat-UDP-Transferase.
Glykogensynthase-Reaktion
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6d/Glycogen_structure.png/335px-Glycogen_structure.png)
UDP-Glucose wird für die eigentliche Glykogensynthese gebraucht, wobei die UDP-Glucose durch die Glykogen-Synthase auf ein bestehendes Glykogenmolekül übertragen und Uridindiphosphat (UDP) abgespalten wird. Für den erstmaligen Aufbau von Glykogen wird ein Startermolekül, ein so genanntes Core-Protein, benötigt, welches durch das Glykogenin bereitgestellt wird. Dieses bildet das Zentrum eines jeden Glykogen-Moleküls. Es besitzt selbst einige Moleküle
Branching-Enzym
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Das 1,4-
Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- G. Löffler, P. E. Petrides, P. C. Heinrich: Biochemie & Pathobiochemie. 8. Auflage, Springer, Heidelberg 2006, ISBN 978-3-540-32680-9, S. 368–370
Weblinks
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- reactome: Glycogen synthesis