Гликоген формула

Гликоген формула

Крахмал и гликоген: структура и свойства. Метаболизм гликогена и его регуляция.

Гликоген (С6Н10О5)n – запасающий полисахарид животных и человека, а также в клетках грибов, дрожжей и некоторых растений (кукурзы). В животных организмах гликоген локализируется в печени (20%) и мышцах (4%). Цепочки гликогена, как и крахмала, построены из остатков α-D-глюкозы, связанных α-(1,4)-глюкозидными связями. Но ветвление гликогена более частое, в среднем приходится на каждые 8 – 12 остатков глюкозы. Вследствие этого гликоген представляет собой более компактную массу, чем крахмал. Особенно много гликогена содержится в печени, где его количество может достигать 7% от массы всего органа. В гепатоцитах гликоген находится в гранулах большого размера, которые представляют собой кластеры, состоящие из более мелких гранул, являющихся единичными молекулами гликогена и имеющих среднюю молекулярную массу несколько миллионов. Эти гранулы содержат также ферменты, способные катализировать реакции синтеза и реакции распада гликогена. Поскольку каждое ответвление гликогена оканчивается невосстанавливающим остатком глюкозы, молекула гликогена имеет столько же невосстанавливающих концов, сколько ответвлений, и только один восстанавливающий конец. Ферменты деградации гликогена воздействуют только на невосстанавливающие концы и могут одновременно функционировать на многих ветвях молекулы. Это значительно увеличивает суммарную скорость распада молекулы гликогена на моносахариды.

Строение и свойства гликогена

Молекулы гликогена имеют разветвленную структуру и состоят из остатков альфа-D-глюкозы, соединенных 1,4- и 1,6-гликозидными связями.
Гликоген растворяется в горячей воде, с растворов осаждается этиловым спиртом. Гликоген устойчив в щелочной среде, а в кислой среде при нагревании гидролизируется с образованием сначала декстринов, а потом глюкозы. С йодом гликоген дает красно-фиолетовую или красно-коричневую окраску, что свидетельствует о его сходстве с амилопектином. Молекулярная масса гликогена от 200 млн до нескольких миллиардов, оптически активен.

Крахмал – полисахарид, молекулы которого состоят из повторяющих глюкозных остатков, соединённых по α-1,4 (в линейной части) или α-1,6 связям (в точках ветвления).
Крахмал является основным резервным веществом большинства растений. Он образуется в клетках зелёных частей растения и накапливается в семенах, клубнях,луковицах.
Молекулы крахмала бывают двух видов: линейные – амилоза и разветвлённые – амилопектин. Молекулы амилозы и амилопектина соединяются друг с другом посредством водородных связей, выстраиваясь в радиальные слои и образуя гранулы крахмала.

В холодной воде крахмал практически нерастворим. При нагревании дисперсии крахмала в воде, молекулы воды проникают в гранулу до полной гидратации. При гидратации водородные связи между молекулами амилозы и амилопектина целостность гранулы, и она начинает набухать от центра. Желатинизируясь, набухшие гранулы могут повышать вязкость дисперсии и/или ассоциироваться в гели и плёнки. Температура желатинизации различна для крахмалов разных видов.
Крахмалы из разных источников различаются по размерам и форме гранул, соотношению амилоза: амилопектин, структуре молекул амилозы и амилопектина.

Метаболизм гликогена

Гликоген служит в животном организме резервом углеводов, из которого по мере метаболической потребности могут высвобождаться глюкозофосфат или глюкоза. Хранение в организме собственно глюкозы неприемлемо из-за ее высокой растворимости: высокие концентрации глюкозы создают в клетке высоко гипертоническую среду, что приводит к притоку воды. Напротив, нерастворимый гликоген осмотически почти неактивен.

Регуляция метаболизма гликогена

Процессы накопления глюкозы в виде гликогена и его распада должны быть согласованы с потребностями организма в глюкозе как источнике энергии. Одновременное протекание этих метаболических путей невозможно, так как в этом случае образуется «холостой» цикл, существование которого приводит только к бесполезной трате АТФ.

Изменение направления процессов в метаболизме гликогена обеспечивают регуляторные механизмы, в которых участвуют гормоны. Переключение процессов синтеза и мобилизации гликогена происходит при смене абсорбтивного периода на постабсорбтивный или состояния покоя организма на режим физической работы. В переключении этих метаболических путей в печени участвуют гормоны инсулин, глюкагон и адреналин, а в мышцах — инсулин и адреналин.

Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. Химизм, биологическая роль, регуляция.

ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ПУТЬ

пентозный путь, гексозомонофосфатный шунт, последовательность ферментативных реакций окисления глюкозо-6-фосфата до СО2 и Н2О, происходящих в цитоплазме живых клеток и сопровождающихся образованием восстановленного кофермента — НАДФ Н. Общее уравнение П. п.: 6 глюкозо-6-фосфат + 12 НАДФ = 6 С02 + + 12 НАДФ-Н +12 Н+ + 5 глюкозо-6-фосфат + Н3РО4. Первая группа реакций связана с прямым окислением глюкозо-6-фосфата и сопровождается образованием фосфопентозы (рибулозо-5-фосфата), восстановлением кофермента дегидрогеназ НАДФ и освобождением СО2. Во второй фазе П. п. образовавшиеся фосфопентозы претерпевают реакции изо- и эпимеризации и участвуют в неокислит, реакциях (катализируются обычно транскеталазами и трансальдолазами), приводящих в конце концов к исходному продукту всей последовательности реакций — глюкозо-6-фосфату. Т. о., П. п. цикличен по самой природе. Характерная особенность анаэробной фазы П. п.— переход от продуктов гликолиза к образованию фосфопентоз, необходимых для синтеза нуклеотидов и нуклеиновых к-т, и наоборот, использование продуктов пентозного пути для перехода к гликолизу. Важнейшим соединением, обеспечивающим такой двухсторонний переход, является эритрозо-4-фосфат — предшественник в биосинтезе ароматич. аминокислот у ав-тотрофных организмов. П. п. не является осн. путём обмена глюкозы и обычно не используется клеткой для получения энергии. Биол. значение П. п. заключается в снабжении клетки восстановленным НАДФ, необходимым для биосинтеза жирных к-т, холестерина, стероидных гормонов, пуринов и др. важнейших соединений. Ферменты П. п. используются также в темновой фазе фотосинтеза при образовании глюкозы из СО2 в цикле Калвина. П. п. широко представлен в природе и обнаружен у животных, растений и микроорганизмов. Доля П. п. в окислении глюкозы неодинакова у разл. организмов, зависит от типа и функц. состояния ткани и может быть довольно высокой в клетках, где активно происходят восстановит, биосинтезы. У нек-рых микроорганизмов и в нек-рых тканях животных до 2/3 глюкозы может окисляться в П. п. У млекопитающих высокая активность П. п. обнаружена в печени, коре надпочечников, жировой ткани, молочной железе в период лактации и в эмбриональных тканях, а низкая активность П. п.— в сердечной и скелетных мышцах.

Крахмал и гликоген: структура и свойства. Метаболизм гликогена и его регуляция.

Гликоген (С6Н10О5)n – запасающий полисахарид животных и человека, а также в клетках грибов, дрожжей и некоторых растений (кукурзы). В животных организмах гликоген локализируется в печени (20%) и мышцах (4%). Цепочки гликогена, как и крахмала, построены из остатков α-D-глюкозы, связанных α-(1,4)-глюкозидными связями. Но ветвление гликогена более частое, в среднем приходится на каждые 8 – 12 остатков глюкозы. Вследствие этого гликоген представляет собой более компактную массу, чем крахмал. Особенно много гликогена содержится в печени, где его количество может достигать 7% от массы всего органа. В гепатоцитах гликоген находится в гранулах большого размера, которые представляют собой кластеры, состоящие из более мелких гранул, являющихся единичными молекулами гликогена и имеющих среднюю молекулярную массу несколько миллионов. Эти гранулы содержат также ферменты, способные катализировать реакции синтеза и реакции распада гликогена. Поскольку каждое ответвление гликогена оканчивается невосстанавливающим остатком глюкозы, молекула гликогена имеет столько же невосстанавливающих концов, сколько ответвлений, и только один восстанавливающий конец. Ферменты деградации гликогена воздействуют только на невосстанавливающие концы и могут одновременно функционировать на многих ветвях молекулы. Это значительно увеличивает суммарную скорость распада молекулы гликогена на моносахариды.

Строение и свойства гликогена

Молекулы гликогена имеют разветвленную структуру и состоят из остатков альфа-D-глюкозы, соединенных 1,4- и 1,6-гликозидными связями.
Гликоген растворяется в горячей воде, с растворов осаждается этиловым спиртом. Гликоген устойчив в щелочной среде, а в кислой среде при нагревании гидролизируется с образованием сначала декстринов, а потом глюкозы. С йодом гликоген дает красно-фиолетовую или красно-коричневую окраску, что свидетельствует о его сходстве с амилопектином. Молекулярная масса гликогена от 200 млн до нескольких миллиардов, оптически активен.

Крахмал – полисахарид, молекулы которого состоят из повторяющих глюкозных остатков, соединённых по α-1,4 (в линейной части) или α-1,6 связям (в точках ветвления).
Крахмал является основным резервным веществом большинства растений. Он образуется в клетках зелёных частей растения и накапливается в семенах, клубнях,луковицах.
Молекулы крахмала бывают двух видов: линейные – амилоза и разветвлённые – амилопектин. Молекулы амилозы и амилопектина соединяются друг с другом посредством водородных связей, выстраиваясь в радиальные слои и образуя гранулы крахмала.

В холодной воде крахмал практически нерастворим. При нагревании дисперсии крахмала в воде, молекулы воды проникают в гранулу до полной гидратации. При гидратации водородные связи между молекулами амилозы и амилопектина целостность гранулы, и она начинает набухать от центра. Желатинизируясь, набухшие гранулы могут повышать вязкость дисперсии и/или ассоциироваться в гели и плёнки. Температура желатинизации различна для крахмалов разных видов.
Крахмалы из разных источников различаются по размерам и форме гранул, соотношению амилоза: амилопектин, структуре молекул амилозы и амилопектина.

Метаболизм гликогена

Гликоген служит в животном организме резервом углеводов, из которого по мере метаболической потребности могут высвобождаться глюкозофосфат или глюкоза. Хранение в организме собственно глюкозы неприемлемо из-за ее высокой растворимости: высокие концентрации глюкозы создают в клетке высоко гипертоническую среду, что приводит к притоку воды. Напротив, нерастворимый гликоген осмотически почти неактивен.

Регуляция метаболизма гликогена

Процессы накопления глюкозы в виде гликогена и его распада должны быть согласованы с потребностями организма в глюкозе как источнике энергии. Одновременное протекание этих метаболических путей невозможно, так как в этом случае образуется «холостой» цикл, существование которого приводит только к бесполезной трате АТФ.

Изменение направления процессов в метаболизме гликогена обеспечивают регуляторные механизмы, в которых участвуют гормоны. Переключение процессов синтеза и мобилизации гликогена происходит при смене абсорбтивного периода на постабсорбтивный или состояния покоя организма на режим физической работы. В переключении этих метаболических путей в печени участвуют гормоны инсулин, глюкагон и адреналин, а в мышцах — инсулин и адреналин.


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:



Источник: zdamsam.ru


Добавить комментарий