ไกลโคเจนเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ (มวลโมเลกุลประมาณ 400 ล้าน daltons) ของα-กลูโคสซึ่งส่วนใหญ่มีพันธะα-1, 4 glycosidic bond และ ramifications ในอัตราส่วน 1:10 เนื่องจากα-1, 6 glycosidic bond
ไกลโคเจนเป็นวัสดุสำรองและเสื่อมสภาพอย่างต่อเนื่องและสร้างใหม่; ในมวลเซลล์ของร่างกายทั้งหมดมีประมาณ 100 กรัมของไกลโคเจน: ส่วนใหญ่อยู่ในตับซึ่งมันเป็นมือถือและสามารถดังนั้นจึงใช้เป็นสำรองสำหรับอวัยวะอื่น ๆ (ไกลโคเจนในกล้ามเนื้อไม่ได้เคลื่อนที่)
เอนไซม์ที่กระตุ้นการย่อยสลายและการสังเคราะห์ไกลโคเจนทั้งหมดในไซโตพลาสซึมดังนั้นเราจึงต้องการระบบการปรับที่ทำให้ไม่ทำงานเมื่อไม่ได้ใช้งานเมื่อมีการใช้งาน: ถ้ามีความพร้อมใช้กลูโคสหลังจะถูกเปลี่ยนเป็นไกลโคเจน (anabolism) ซึ่งเป็นปริมาณสำรองหากในทางกลับกันหากมีความต้องการกลูโคส glycogen ก็จะเสื่อมสภาพลง (catabolism)
เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่ในการ ย่อยสลายของไกลโคเจน คือ ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลส ; เอ็นไซม์นี้สามารถแยกพันธะα-1, 4 glycosidic bond ได้โดยใช้ในฐานะ lytic agent, อนินทรีย์ออร์โธฟอสเฟต: การแยกเกิดขึ้นโดยวิธีฟอสฟอโรลิติกและกลูโคส 1-ฟอสเฟต
ที่ห้าหรือหกหน่วยจากจุดแตกแขนง, เอนไซม์ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสไม่สามารถทำหน้าที่ได้อีกต่อไปดังนั้นมันจึงแยกตัวออกจากไกลโคเจนและถูกแทนที่ด้วยเอนไซม์ทำลายซึ่งเป็น Transferase : ในเว็บไซต์เร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์นี้มี ฮิสทิดีที่ช่วยให้การถ่ายโอนของสามหน่วย saccharide ไปยังห่วงโซ่ไกลโคไซด์ที่ใกล้ที่สุด (ฮิสติดีนโจมตีคาร์บอนแรกของโมเลกุลกลูโคส) เอนไซม์ที่กล่าวถึงคือ glycosyltransferase ในตอนท้ายของการกระทำของเอนไซม์นี้หน่วยกลูโคสเพียงหน่วยเดียวยังคงอยู่กับคาร์บอนแรกที่ถูกผูกมัดกับคาร์บอนที่หกของกลูโคสของห่วงโซ่หลัก หน่วยกลูโคสสุดท้ายของโซ่ด้านข้างถูกปล่อยออกมาโดยการกระทำของเอนไซม์ α-1, 6 glycosidase (เอนไซม์นี้ถือเป็นส่วนที่สองของเอนไซม์ที่สำคัญ) เนื่องจากการแยกส่วนของไกลโคเจนอยู่ในอัตราส่วน 1:10 จากการย่อยสลายที่สมบูรณ์ของโมเลกุลขนาดใหญ่เราได้รับกลูโคส 1-phosphate ประมาณ 90% และกลูโคสประมาณ 10%
การกระทำของเอนไซม์ดังกล่าวช่วยให้สามารถกำจัดโซ่ข้างจากโมเลกุลไกลโคเจน; กิจกรรมของเอนไซม์เหล่านี้สามารถทำซ้ำได้จนกว่าการย่อยสลายทั้งหมดจะเกิดขึ้น
พิจารณา hepatocyte; กลูโคส (ดูดซึมผ่านอาหาร) เมื่อมันเข้าสู่เซลล์จะถูกแปลงเป็นกลูโคส 6- ฟอสเฟตและเปิดใช้งาน กลูโคส 6- ฟอสเฟตเนื่องจากการกระทำของ phosphoglucomutase จะถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคส 1- ฟอสเฟต: หลังเป็นสารตั้งต้นที่ไม่ใช่การสังเคราะห์ทางชีวภาพทันที; ในการสังเคราะห์ทางชีวภาพรูปแบบการเปิดใช้งานของน้ำตาลจะถูกใช้ซึ่งจะถูกแทนด้วยน้ำตาลที่ถูกผูกไว้กับ diphosphate: ปกติ uridyldiphosphate (UDP) จากนั้นกลูโคส 1 ฟอสเฟตจะถูกเปลี่ยนเป็น UDP- กลูโคส สารนี้ไปภายใต้การกระทำของ ไกลโคเจน synthase ซึ่งสามารถผูก UDP- กลูโคสไปยังจุดสิ้นสุดที่ไม่ลดลงของการเติบโตไกลโคเจน: ไกลโคเจนไกลโคเจนของหน่วย glucoside และ UDP จะได้รับ UDP จะถูกแปลงโดยเอ็นไซม์ nucleosidedifosfochinasi เป็น UTP ซึ่งกลับไปที่การไหลเวียน
การสลายตัวของไกลโคเจนเกิดจากการกระทำของ ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลส ซึ่งปลดปล่อยโมเลกุลกลูโคสและเปลี่ยนเป็นกลูโคส 1- ฟอสเฟต จากนั้น phosphoglucomutase จะเปลี่ยนน้ำตาลกลูโคส 1-phosphate เป็นน้ำตาลกลูโคส 6-phosphate
Glycogen ถูกสังเคราะห์เหนือสิ่งอื่นใดในตับและในกล้ามเนื้อ: ในสิ่งมีชีวิตมี glycogen 1-1.2 hectoliters กระจายไปทั่วมวลกล้ามเนื้อ
ไกลโคเจนของ myocyte แทนพลังงานสำรองสำหรับเซลล์นั้นในขณะที่ไกลโคเจนที่มีอยู่ในตับยังเป็นสำรองสำหรับเนื้อเยื่ออื่น ๆ เช่นมันสามารถส่งได้เช่นกลูโคสไปยังเซลล์อื่น ๆ
กลูโคส 6-phosphate ที่ได้รับในกล้ามเนื้อจากการย่อยสลายของไกลโคเจนจะถูกส่งไปในกรณีที่ต้องการพลังงานจนถึง glycolysis ในตับกลูโคส 6-phosphate จะถูกแปลงเป็นกลูโคสโดยการกระทำของ กลูโคส 6-phosphate phosphatase (คุณสมบัติของเอนไซม์ของเซลล์ตับ) และถูกส่งไปยังกระแสเลือดไหลเวียน
ไกลโคเจน synthase และไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสทำงานทั้งในหน่วยไกลโคเจนที่ไม่ลดดังนั้นจะต้องมีสัญญาณฮอร์โมนที่สั่งการเปิดใช้งานเส้นทางเดียวและบล็อกอื่น ๆ (หรือในทางกลับกัน)
ในห้องปฏิบัติการเป็นไปได้ที่จะยืดโซ่ไกลโคเจนออกไปใช้ประโยชน์จากไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสและใช้กลูโคส 1 ฟอสเฟตในความเข้มข้นสูงมาก
ในเซลล์ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการย่อยสลายเท่านั้นเนื่องจากความเข้มข้นของสารเมตาโบไลท์เช่นการเปลี่ยนสมดุลของปฏิกิริยาต่อไปนี้ไปทางขวา (เช่นไปสู่การสลายตัวของไกลโคเจน):
เราเห็นกลไกของการกระทำของไกลโคเจนฟอสโฟรีเลส: ออกซิเจนอะซีตัล (ซึ่งทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างหน่วยกลูโคส) ผูกกับไฮโดรเจนฟอสโฟรีล: ปฏิกิริยาระดับกลางจะเกิดขึ้นโดย carbocatione (บนกลูโคสที่ สุดขีด) ซึ่ง phosphoryl (Pi) ถูกผูกไว้อย่างรวดเร็ว
ไกลโคเจนฟอสโฟรีลาเซสต้องการโคแฟคเตอร์ที่เป็นไพริดอกซิฟอสเฟต (โมเลกุลนี้ยังเป็นโคแฟคเตอร์สำหรับ transaminases): มันมีเพียงโปรตอนฟอสโฟรีเลชันบางส่วน (ไพริดอกซิฟอสเฟตล้อมรอบด้วยสภาพแวดล้อมที่ไม่ชอบน้ำ . ฟอสโฟรีล (Pi) สามารถให้โปรตอนกับไกลโคเจนได้เพราะฟอสโฟรีลนี้จะเกิดปฏิกิริยาขึ้นอีกโดยโปรตอนจากฟอสโฟรีลที่ได้รับการปกป้องบางส่วนของไพริดอกซิฟอสเฟต ความน่าจะเป็นที่ pH ทางสรีรวิทยาฟอสโฟรีลนั้นสูญเสียโปรตอนและยังคงถูกกักขังอย่างสมบูรณ์อยู่ในระดับต่ำมาก
ตอนนี้เรามาดูวิธีการทำงานของฟอสโฟ เอนไซม์นี้มีซีรีนที่ตกค้างเป็นฟอสฟอรัสในซีตาไลติก ซีรีนให้ฟอสโฟรีลเป็นกลูโคส 1- ฟอสเฟต (ในตำแหน่งที่หก): ในช่วงเวลาสั้น ๆ กลูโคสจะเกิดขึ้นที่ 1, 6-bisphosphate จากนั้นซีรีนจะถูก refrhosforilated โดยยึดฟอสโฟรีในตำแหน่งที่หนึ่ง phosphoglucus mutase สามารถทำงานได้ทั้งสองทิศทางคือการเปลี่ยนกลูโคส 1-phosphate เป็นกลูโคส 6-phosphate หรือในทางกลับกัน; ถ้าผลิตกลูโคส 6 ฟอสเฟตมันสามารถส่งโดยตรงไปยังไกลคอลไลซิสเข้าสู่กล้ามเนื้อหรือเปลี่ยนเป็นกลูโคสในตับ
เอนไซม์ uridyl phosphoglucus transferase (หรือ UDP กลูโคสไพโร ฟอสโฟรีเลส ) เร่งปฏิกิริยาการ ถ่ายโอนกลูโคส -1- ฟอสเฟตกับ UTP โดยโจมตี phosphoryl a
เอนไซม์ที่อธิบายข้างต้นเป็น pyrophosphorylase: ชื่อนี้เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าปฏิกิริยาที่ตรงกันข้ามกับที่เพิ่งอธิบายคือ pyrophosphorylation
UDP กลูโคสที่ได้รับตามที่อธิบายสามารถยืดโซ่ไกลโคเจนของหน่วย monosaccharide
เป็นไปได้ที่จะพัฒนาปฏิกิริยาต่อการก่อตัวของกลูโคส UDP โดยการกำจัดผลิตภัณฑ์ที่เป็นไพโรฟอสเฟต เอนไซม์ pyrophosphatase แปลง pyrophosphate เป็นโมเลกุลสองออร์โธฟอสเฟต (การไฮโดรไลซิสของแอนไฮไดรด์) และในการทำเช่นนั้นทำให้ความเข้มข้นของไพโรฟอสเฟตต่ำมากจนกระบวนการสร้างกลูโคส UDP นั้นได้รับการส่งเสริมทางอุณหพลศาสตร์
ดังที่กล่าวมา UDP กลูโคสเนื่องจากการกระทำของไกลโคเจน synthase สามารถยืดโซ่ไกลโคเจนได้
การแยกสาขา (ในอัตราส่วน 1:10) เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อโซ่ไกลโคเจนสร้างขึ้นจาก 20-25 หน่วยเอนไซม์ที่แตกแขนง (มี istidine บนไซต์ของตัวเร่งปฏิกิริยา) ขวางสามารถถ่ายโอนชุด 7 -8 glycosidic units ปลายน้ำ 5-6 ยูนิต: จึงทำการสร้างสาขาใหม่
สำหรับเรื่องของแหล่งกำเนิดประสาทหรือหากต้องการพลังงานเนื่องจากการออกแรงทางกายภาพอะดรีนาลีนจะถูกหลั่งออกจากต่อมหมวกไต
เซลล์เป้าหมายของอะดรีนาลีน (และ norepinephrine) คือตับกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อไขมัน (ในช่วงหลังมีการย่อยสลายของไตรกลีเซอไรด์และการไหลเวียนของกรดไขมัน: ในไมโตคอนเดรียเป็นผลให้เกิดกลูโคส 6 - ฟอสเฟตจะถูกส่งไปยัง glycolysis ในขณะที่ adipocytes กลูโคส 6- ฟอสเฟตจะถูกเปลี่ยนเป็นน้ำตาลกลูโคสโดยเอนไซม์กลูโคส 6-phosphate phosphatase และส่งออกไปยังเนื้อเยื่อ)
มาดูกันตอนนี้โหมดการออกฤทธิ์ของอะดรีนาลีน อะดรีนาลีนไปจับกับตัวรับที่อยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ (ของ myocytes และ hepatocytes) และสิ่งนี้จะเป็นตัวกำหนดการแปลสัญญาณจากภายนอกสู่ภายในเซลล์ ไคเนสโปรตีนถูกเปิดใช้งานซึ่งทำงานพร้อมกันในระบบที่ควบคุมการสังเคราะห์ไกลโคเจนและการย่อยสลาย:
ไกลโคเจน synthase อยู่ในสองรูปแบบ: แบบฟอร์ม dephosphorylated (ใช้งาน) และรูปแบบ phosphorylated (ไม่ใช้งาน); โปรตีน kinase phosphorylates ไกลโคเจน synthase และบล็อกการกระทำของมัน
Glycogen phosphorylase สามารถมีอยู่ในสองรูปแบบ: รูปแบบที่ใช้งานอยู่ในซีรีนที่มี phosphorylated และรูปแบบที่ไม่ได้ใช้งานในซีรีนที่ dephosphorylated ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสสามารถใช้งานได้โดยเอนไซม์ ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสไคเนส Glycogen ฟอสโฟรีเลสไคเนสมีการใช้งานถ้ามันฟอสฟอรีเลท โปรตีนไคเนสเป็นสารตั้งต้นของไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสไคเนสนั่นคือมันมีความสามารถในการฟอสโฟรีเลสติ้ง (และดังนั้นการเปิดใช้งาน) หลังซึ่งในที่สุดก็เปิดใช้งาน
เมื่อสัญญาณอะดรีนาลินเสร็จสิ้นแล้วก็จะต้องหยุดผลของมันในเซลล์: เอนไซม์ฟอสฟาเตสจะแทรกเข้าไปในสายพันธุ์โปรตีน
