Slayt 1

Glikojenez ve Glikojenoliz
Glikojenez

Glukozdan glikojen sentezi demektir.
Glikojen glukozun depolanmış şeklidir.
 Karaciğer % 8(yetişkinlerde 100-120 gram),
kas dokusu %1 oranında glikojen içerir.
 Vücuttaki kas kitlesi karaciğerden daha
fazladır, dolayısıyla kastaki glikojen miktarı
karaciğerden fazladır.
Glukozun fazla çözünürlüğü ve ozmotik olarak
aktifliği, depolanmasını zorlaştırmaktadır.
Depolanabilmesi için çözünmeyen polimerlere
dönüşmesi gerekir.
 Organizmanın enerji gereksinimi olmadığı
zaman fazla glukoz bu iki organımız
tarafından glikojene dönüştürülerek depolanır
 Glikojenez bir sentez reaksiyonudur ve enerji
gerektirir.
 Enerji UTP den sağlanır. Enerji yüklü glukoz
molekülleri, enzimler aracılığı ile primer
glikojen molekülüne 1 4 ve  1 6 bağları
yaparak bağlanır ve sentez gerçekleşir
UDP-glucose
Glikojen sentezi organizmanın tüm
hücrelerinde yapılmakla birlikte,
 bu işteki en faal iki organımız kana
glukoz sağlamakla yükümlü
 karaciğer ve kasılma için enerji
depolayan kas dokusudur.

Karaciğer-kas-Glikojen
Karaciğer gerektiği zaman(açlık
durumunda) glikojeni serbest glukozlara
parçalar ve kan glukozuna katkı yapar.
Kas, kan plazmasına katkıda bulunmaz,
ancak çalışan kas, kendi metabolik
enerjisini üretmekle yükümlüdür.
fosfoglukomutaz

Glikojen sentezinin ilk aşamasında
glukoz-6-fosfat, fosfoglukomutaz ile
tersinir olarak glukoz-1-fosfata
dönüştürülür.

Glukoz-6-fosfat  Glukoz-1-fosfat
UDP-glukoz pirofosforilaz
Bundan sonra glikojenezin temel
reaksiyonu gelişir.
 Glukoz-1-fosfat, UDP-glukoz
pirofosforilaz tarafından UTP katkısıyla
UDP-glukoz a çevrilir.

Glukoz-1-fosfat+UTPUDP-glukoz+ PPi
pirofosfataz


Bu reaksiyon sonunda açığa çıkan
pirofosfat molekülünün pirofosfatazla
ekzergonik olarak 2 fosfata çevrilmesi
nedeniyle bu reaksiyon tersinir değildir.
PPi  2Pi (G0'=-25 kJ/ mol)
Glikojen sentaz
Glikojen sentaz, glikojenin α-1,4 bağlarını
yapmaktan sorumludur. Bu enzim glikojen
sentezini başlatmaz. Sadece var olan zinciri
uzatabilir. Bu yüzden glikojen deposu tümüyle
tükenmemiş bir hücrede bulunan bir glikojen
parçası primer rol üstlenebilir.
 Glikojen parçasının yokluğunda ise glikogenin
adlı özel bir protein glukoz kalıntılarının alıcısı
olarak rol üstlenebilir.

UDP-glukozdan glikogenine ilk glukozun
transferini “glikojen sentezini başlatma”
enzimi sağlar.
 Bundan sonra birkaç glikozil birimini
glikogenin kendisi büyüyen 1-4 glikozil
zincirine ekleyebilir.
 Bu kısa zincir diğer glukoz kalıntıları için
alıcı rolü üstlenir.

Glikogenin
Glikogenin; Glukoz artıklarının alıcısı gibi
davranan bir proteindir.
 1 4glikozidik bağı,aktive edilmiş glukozun
1. Karbonuna bağlı anomerik hidroksil grubu
ile glikozil artığının 4. Karbonu arasında
oluşur.


Bu işlem sonunda glikojen molekülü bir
glukoz ünitesi kadar uzar.

Glikojen(glukoz)n + UDP-glukoz 
Glikojen(glukoz)n+1 + UDP


Glikojen sentaz: 16 bağı yapamaz.
Dallandırıcı enzim
Bu iş, amilo (14),(16)
transglikozidaz veya glikozil(46)transferaz denilen (dallandırıcı enzim)
enzimle başarılır.
 Bu enzim, düz glikojen zincirinin
indirgen olmayan ucundan aldığı en az 6
glukozil ünitelik kısmı glikojen
molekülüne aktarır

indirgen olmayan uc
Glikojende her dal indirgen olmayan bir hidroksil
grubu ile sonlanır.
 Oluşan yeni indirgenmemiş uç, önceki
indirgenmemiş uç gibi artık glikojen sentaz
tarafından uzatılabilir.
 Ayrıca bu durum glikojene suda daha iyi
çözünme özelliği kazandırır ve sonuç olarak
gerek glikojen sentaz ve gerekse glikojen
fosforilaz glikojen üzerinde daha etkin hale
gelir.
Glukozdan glikojen sentezi, bir glukoz
residüsü başına 2 fosfoanhidrid bağı
tüketir.
 * Hekzokinaz bir adet kullanırken,
 *UDP-glukoz içinde UTP gereklidir.

nükleosid difosfat kinaz
UDP+ATP
UTP + ADP

GLİKOJENOLİZ
Glikojenoliz glikojen yıkımı demektir.
Son ürünü karaciğerde glukoz,
kas dokusunda ise glukoz-6-fosfattır.
Glikojenolizin ilk enzimi fosforilaz dır.
Fosforilaz 14 bağlarını 1 nolu karbon
atomuna Pi bağlayarak parçalar.
Ürün glukoz-1-fosfattır.
 Glukoz-1-fosfat ta fosfoglukomutazla
 glukoz-6-fosfata çevrilir

Glikojen(glukoz)n + Pi
Glikojen(glukoz)n-1 + Glukoz-1-fosfat
Glukoz-1-fosfat
Glukoz-6-fosfat
 Fosforilaz etkisi dallanma noktasına
yaklaşık 4 glukozil rezidüsü kalınca
durur.

glukan transferaz
Bu noktada dal kırıcı enzim (glukan
transferaz ismi de verilir) devreye girer.
Dal kırıcı enzimin iki aktivitesi vardır.
Bunlar sırasıyla glukotransferaz ve
glukozidaz aktiviteleridir.
Nitekim dal kırıcı enzim ilk olarak son üç glukoz
rezidüsünü alır ve komşu düz zincirin C4 ne
ekler (glukotransferaz etkisi).
Dallanma noktasında 16 bağı ile
bağlı duran son glukoz ünitesi de
glukozidaz etkisi (amilo 16
glukozidaz) ile yerinden koparılır.
 Bu enzimatik etkinin ürünü glukoz-1fosfat değil sadece glukozdur.







Glikojenoliz sırasında açığa çıkan
glukoz-6-fosfat karaciğerde glukoz-6fosfataz la parçalanır.
Serbestleşen glukoz kana geçer.
Bir başka deyişle karaciğerde glikojenolizin
amacı kana glukoz sağlamaktır. Benzer olay
böbrekte de cereyan eder.
Oysa ki kas dokusunda glukoz-6fosfataz bulunmadığı için bu
 organdan kana glukoz verilmesi söz
konusu değildir.
 Kas hücresinde oluşan glukoz-6-fosfat,
glukozdan enerji oluşumunu sağlayan
glikoliz reaksiyonuna girer.


GLİKOJENEZ VE GLİKOJENOLİZİN
KONTROLU
Glikojenez ve glikojenoliz birbirinden farklı iki
metabolik yoldur ve hiçbir zaman beraberce
cereyan etmezler. Yani glikojenez işlerken
glikojenoliz durur, glikojenoliz çalışırken
glikojenez durur.
Bu olay, iki önemli enzimin glikojenezde
glikojen sentaz , glikojenolizde ise glikojen
fosforilaz aktivitelerinin beraberce ancak
birbirinin tersi olacak bir biçimde kontrolü
ile gerçekleşir.
Glikojen Fosforilaz

Bu kontrol kovalan modifikasyon ve
 allosterik kontrol (glukoz,G6P,ATP,ADP,AMP ve
UDP) şeklinde sağlanır.

Fosforilaz kovalan bir bağla yapısındaki
serin amino asidine bir fosfat grubu bağlandığı
zaman (fosforile edildiği zaman) aktive olur
(fosforilaz a).
 Defosforilasyonla aktivasyon kaybolur
(fosforilaz b).
glikojen sentaz
Öte yandan aynı şekilde fosforile edilen
glikojen sentaz inaktiftir (glikojen sentaz b,
ancak yüksek glukoz-6-fosfat
konsantrasyonunda aktiftir ve bu nedenle D
(dependent) form glikojen sentaz olarak ta
isimlendirilmiştir.
 Defosforile glikojen sentaz ise aktiftir
(glikojen sentaz a ),glukoz-6-fosfata bağımlı
değildir ve glukoz-6-fosfatın varlığında veya
yokluğunda aktiftir, bu nedenle I
(independent) form glikojen sentaz ismini
alır.


Enzim proteininin fosforilasyonu protein
kinaz la defosforilasyonu ise protein
fosfataz-1 le sağlanır.
 cAMP, cAMP bağımlı protein kinazı
(protein kinaz A) aktive eder.
 cAMP bağımlı protein kinaz molekülü birbirine
yapışık dimerik R (regülatuar) ve dimerik C alt
birimlerinden oluşmuştur.
 cAMP aktivasyon etkisini R ve C ünitelerini
birbirinden uzaklaştırarak gerçekleştirir.





Glukagon ve epinefrin hücre içi cAMP
konsantrasyonunu artırır, insülin azaltır
ve
böylece, glukagon ve epinefrinin glikojenezi
yavaşlatırken glikojenolizi hızlandırdığı,
insülinin ise tam tersine glikojenezi
hızlandırırken glikojenolizi yavaşlattığı anlaşılmış
olur.
Glikojenez ve glikojenolizde gelişen olaylar ve bunların
kontrolü aşağıda topluca özetlenmiştir.

Glikojen Fosforilaz ve glikojen sentaz da
görülen aktivasyon değişiklikleri cAMP ile
başlatılan bir seri reaksiyonla gerçekleşir.
 cAMP, enzimleri fosforile ederek aktivasyon
değişikliğine yol açan protein kinaz A yı
aktive eder. Aktif protein kinaz A, ATP
harcayarak fosforilaz kinaz b yi aktifleştirir
ve böylece fosforilaz kinaz a oluşur.
 Fosforilaz kinaz a da inaktif fosforilaz b yi aktif
fosforilaz a ya çevirir.

Bu aşamalarda fosfat grubu bağlayarak
aktifleşen enzimler, bu grubun(fosfatın) protein
fosfataz-1 le uzaklaştırılması sonucu
aktivasyonlarını kaybeder ve inaktif konuma
geçerler.
 cAMP nin protein fosfataz-1 üzerine
olumsuz etkisi vardır. şöyle ki c AMP, protein
yapısındaki inhibitör-1 denen maddeyi
(protein kinazlar aracılığı ile ve fosfat grubu
bağlamak suretiyle) aktive eder.
glikojen sentaz
Aktifleşen inhibitör-1de protein fosfataz-1
i inhibe eder.Sonuç olarak cAMP
etkisiyle fosforilaz aktif konumda
kalır.
 Fosforile edilen glikojen sentaz
inaktiftir. Glikojen sentaz fosforilasyonu
da cAMP tarafından sağlanan
protein kinaz aktivasyonu ile
gerçekleşir.

İnsülin
Özetle cAMP glikojen sentaz’ ı inaktif
konumda tutar. cAMP, fosfodiesteraz ile
parçalanır.
 İnsülin, fosfodiestereazı aktive eden bir
hormondur . O halde insülin etkisi ile
cAMP aktivitesinde azalma olurken
glikojen sentezi artar, glikojen yıkımı
ise azalır.

cAMP nin parçalanması.
Epinefrin

Epinefrin hormonunun karaciğerde cAMP
üzerinden yaptığı etkiye ek olarak bir başka
etki biçimi vardır.
 Epinefrinin karaciğerde bağlandığı bir diğer
reseptör, 1 reseptörüdür. Bu reseptörün
uyarılması ile karaciğer hücresinde Ca2+düzeyi
artar.
 Bu durumda fosforilaz b kinaz, fosforilasyon
olmaksızın Ca2+ tarafından allosterik olarak
aktive edilir ve glikojen yıkımı gerçekleşir.
Glikojen sentazın aktivitesinindüzenlenmesi