1 / 30

Гликогенолиз. Ферменты гликолиза.

Гликогенолиз. Ферменты гликолиза. Хусаинов Искандер Казань, КГУ, 2010. C. H. O. H. C. H. O. H. Гликоген. 2. 2. O. O. H. H. H. H. H. H. 1. H. O. H. H. O. H. O. O. H. O. H. O. H. O. H. H. C. H. O. H. C. H. O. H. C. H. C. H. O. H. C. H. O. H.

akiko
Download Presentation

Гликогенолиз. Ферменты гликолиза.

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Гликогенолиз. Ферменты гликолиза. Хусаинов Искандер Казань, КГУ, 2010

  2. C H O H C H O H Гликоген 2 2 O O H H H H H H 1 H O H H O H O O H O H O H O H H C H O H C H O H C H C H O H C H O H 6 2 2 2 2 2 5 O O O O O H H H H H H H H H H H H H H H 1 4 H H H H H O H O H O H O H O H 4 O O O O O H O H 2 3 H O H H O H H O H H O H H O H Гликоген – полимер из остатков глюкозы,соединенных • a(14) гликозидной связью в линейных областях • a(16) гликозидной связью в областях ветвления Глюкоза запасается в виде гликогена преимущественно в клетках печени и мышц. www.wikipedia.ru

  3. Глюкозидаза Гликоген фосфорилиза Гликогенолиз – Процесс расщепления гликогена до глюкозы, направленный на поддержание постоянной концентрации глюкозы в крови

  4. Расщепление α(14) гликозидных связей Расщепление последних трех α(14) и одной α(16) гликозидной связи Превращение глокозо-1-фосфата в глюкозо-6-фосфат Гликоген фосфорилаза Глюкозидаза Фосфоглюкомутаза Основные эпаты гликогенолиза

  5. Распад гликогена ΔG0’ = +0.73 ккал/моль Ленинджер, Основы биохимии, «МИР» 1985

  6. GlcNAc ПРФ Хлороиндол карбоксамид ПРФ GlcNAc Гликоген фосфорилаза Гликоген фосфорилаза (EC 2.4.1.1) – гомодимерный фермент, переход между активной и неактивной формами которого регулируется аллостерическим путем. Коферменты: • Пиродоксаль фосфат Активаторы: • Адреналин Ингибиторы: • Хлороиндол-карбоксамид (аллостерический) • N-ацетилглюкозамином (конкурентный) Joyce J. Diwan 1999-2007

  7. лизин H - + H N C C O O 3 - O - C H O 2 P C H O 2 O C H 2 C H 2 N H + 3 Пиридоксаль фосфат Фн встраивается между фосфатной группой пиридоксаль фосфата и кислородом, формирующим гликозидную связь терминального остатка глюкозы. E n z ( C H ) 2 4 + N H C H - O - O H 2 - P C O O ПРФ удерживается в активном центресвязями, образованными реакцией между альдегидом ПРФ и e-амино группой лизина O + N C H 3 H Связи, удерживающие ПРФ в молекуле фермента Joyce J. Diwan 1999-2007

  8. Г-1-Ф Гликоген(n) Гликоген(n-1) Глюкоза Н+ (~Ф) Фн ПРФ Н+ Н+ Неорганический фосфор отдает протон в процессе расщепления терминальной α(14) гликозидной связи. Зетем получает протон от фосфатной группировки ПРФ. ПРФ возвращает себе протон после присоединения фосфатной группы к С1 атому глюкозы.

  9. Фосфоглюкомутаза (ФГМ) катализирует обратимую реакцию превращения глюкозо-1-фосфата в глюкозо-6-фосфат. ОН-группа серина в активном центре фермента отдает и принимает фосфатную группу Кофермент: Глюкозо-1,6-дифосфат ФГМ способен к взаимопревращению активной и неактивной форм - - 2 2 E n z y m e - S e r - O H E n z y m e - S e r - O P O E n z y m e - S e r - O P O 3 3 - - 2 2 C H O H C H O P O C H O P O 2 2 3 2 3 O O O H H H H H H H H H H H H O H O H O H - - 2 2 O P O O P O O H O H O H O H 3 3 H O H H O H H O H Глюкозо-1,6-дифосфат Глюкозо-1-фосфат Глюкозо-6-фосфат Joyce J. Diwan 1999-2007 ΔG0’ = –1.74 ккал/моль

  10. Аллостерическая регуляция ГФ Мышечный гликоген – регулируется с помощью АМФ, АТФ и глюкозо-6-фосфата. • АМФактивирует фосфорилазу, способствуя формированию активной конформации • АТФиглюкоза-6-фосфат, ингибируютфосфорилазу, способствуя формированию неактивной конформации

  11. Регуляция с помощью ковалентной модификации (фосфорилирование) Гормоны глюкагон и эпинефрин активируют G-белок-ассоциированные рецепторы и запускают цАМФ каскад • Оба гормона секретируются в ответ на низкое содержание глюкозы в крови • Глюкагон, который синтезируется a-клетками поджелудочной железы, активирует образование цАМФ в печени • Эпинефрин активирует образование цАМФ в мышцах

  12. Сигнальный каскад реакций активации гликоген фосфорилазы Гормон (эпинефрин или глюкагон) G-белок (Gα-ГТФ) Аденилат циклаза Аденилат циклаза (неактивный) (активная) катализ АТФ цАМФ + ФФн Активация Фосфодиэстераза АМФ Протеин киназа А Протеин киназа A (неактивная) (активная) АТФ АДФ Киназа фосфорилазы Киназа фосфорилазы (Ф) (b-неактивная) (а-активная) Phosphatase АТФ Ф АДФ н Фосфорилаза Фосфорилаза ( P ) (b-аллостерич.) (a-активная) Фосфатаза Ф н Joyce J. Diwan 1999-2007

  13. (16)Глюкозидаза (14)Гликогенфосфорилаза Гликоген (C6H10O6)n Глюкозо-1-фосфат ГФ a ГФ b (C6H10O6)n-1 (актив.) (неактив.) Фосфоглюкомутаза Глюкозо-6-фосфат Гексокиназа Глюкозо-6-фосфатаза Глюкоза H3PO4 Фосфотаза фосфорилазы АТФ Киназа фосфорилазы АМФ адреналин Активная Неактивная • Кофермент: глюкозо-1,6-дифосфат • Кофермент: пиридоксаль фосфат Гликолиз Кровь Печень

  14. Глюкоза АТФ Гексокиназа АДФ Глюкозо-6-фосфат Фосфоглюкоизомераза Фруктозо-6-фосфат АТФ Фосфофруктокиназа АДФ Фруктозо-1,6-дифосфат Альдолаза Глицеральдегид-3-фосфат + Дигидроксиацетон-3-фосфат Триозофосфат изомераза Гликолиз Joyce J. Diwan 1999-2007

  15. Глицеральдегид-3-фосфат + + Ф NAD Глицеральдегид-3-фосфат н дегидрогеназа + NADH + H 1,3-дифосфоглицерат АДФ Фосфоглицерат киназа АТФ 3-фосфоглицерат Фосфоглицерат мутаза 2-фосфоглицерат Енолаза H O 2 фосфоенолпируват АДФ Пируват киназа АТФ Пируват Joyce J. Diwan 1999-2007

  16. Гексокиназа EC 2.7.1.1 Функция: • обеспечение захвата глюкозы (даже при низких концентрациях ее в крови) • поддержание градиента концентрации глюкозы между кровью и внутриклеточной средой Субстраты: • Гексозы (но высокая специфичность специфична к глюкозе) Ингибитор: • Глюкозо-6-фосфат Донор фосфата: • ATP в виде комплекса Mg-ATP www.pdb.org

  17. глюкоза Гексокиназа Гексокиназа EC 2.7.1.1 Индуцированное соответствие Присоединие глюкозы к гексокиназе стабилизирует конформацию, в которой: • С6 гидроксил глюкозы расположен близко к концевой фосфатной группе АТФ, что способствует катализу. • Вода вытеснена из активного центра, что предотвращает гидролиз АТФ www.pdb.org

  18. Фосфоглюкоизомераза EC 5.3.1.9 • Механизм действия фермента основан на кислотно-основном катализе в котором последовательно происходит открытия кольца, изомеризации через интермедиат, и закрытия кольца. www.pdb.org

  19. Фосфофруктокиназа EC 2.7.1.1 • Это тетрамерный фермент, существующий поочерёдно в двух конформационных состояниях (R – relax, активная и T – tense, неактивная) Субстраты: • АТФ (связывается в T-конформации). Для связывания с АТФ фермент имеет по 2 центра связывания в каждой субъединице: субстратный сайт и сайт ингибирования • Фруктозо-6-фосфат (связывается в R-конформации) www.pdb.org

  20. Фосфофруктокиназа EC 2.7.1.1 Функции: • играет главную роль в регуляции скорости гликолиза Отрицательный модулятор: • АТФ Положительные модуляторы: • АМФ, Глюкозо-2,6-дифосфат • ФФК-2/Ф-2,6-дФ (фосфофруктокиназа-2 • или фруктозо-2,6-дифосфатаза): • Регулирует активность ФФК • Помимо гликолиза, регулирует процессы • гликонеогенеза и глюкогенолиза www.pdb.org

  21. Альдолаза EC 4.1.2.13 Остаток лизина в активном центре фермента взаимодействует с кето- группой фруктозо-1,6 дифосфата. Через стадию образования интермедиата происходит разрыв связи между С3 и С4 атомами Ф-1,6-дФ www.pdb.org

  22. Триозофосфат изомераза EC 5.3.1.1 Функция: • Изомеризация триозофосфатных соединений • Особенности структуры: • αβ полость, 8 параллельных β-структур внутри и 8 α-спиралей снаружи. Сустраты: • Фосфорилированные триозы Ингибитор: • 2-фосфогликолат www.pdb.org

  23. Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (NAD) EC 1.2.1.12 • Фермент состоит из четырех идентичных полипептидов, образующих тетрамер. Каждый полипептид содержит по четыре - SH-группы, принадлежащие остаткам цистеина Цистеин тиол в активном центре фермента реагирует с альдегидной группой глицеральдегид-3-фосфата с образованием интермедиата хемиацеталя www.pdb.org

  24. Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (NAD) EC 1.2.1.12 Окисление до карбоновой кислоты вызывает восстановление NAD+ до NADH Joyce J. Diwan 1999-2007

  25. Фосфоглицераткиназа EC 2.7.2.3 • Работает по механизму индуцированного соответствия, подобно гексокиназе www.pdb.org

  26. Фосфоглицератмутаза EC 5.4.2.1 Гистидиновые остатки в активном центре фермента участвуют в транспорте неорганического фосфата путем отдачи и присоединения фосфата. Интермедиатомданного процессаявляется2,3-дифосфат. www.pdb.org

  27. Енолаза EC 4.2.1.1 • Енолаза ингибируется ионами фторида • Нуждается в ионах Mg2+ или Mn2+. Ионы магния способствуют стабилизации енолат-аниона интермедиата реакции www.pdb.org

  28. Фосфоенолпируват киназа EC 2.7.1.40 • Печёночная пируваткиназа • Регуляция: • 1. изменение экспрессии генов • 2. фосфорилирование / дефосфорилирование • 3. аллостерические регуляторы: • Ингибиторы: АТФ, Ацетил-КоА • Активатор: фруктозо-1,6-дифосфат • М-тип пируваткиназы • Мышечная пируваткиназа www.pdb.org

  29. Гликолиз Глюкоза АТФ Гексокиназа АДФ Глюкозо-6-фосфат Фосфоглюкоизомераза Фруктозо-6-фосфат АТФ Фосфофруктокиназа АДФ Фруктозо-1,6-дифосфат Альдолаза Глицеральдегид-3-фосфат + Дигидроксиацетон-3-фосфат Триозофосфат изомераза Joyce J. Diwan 1999-2007

  30. Глицеральдегид-3-фосфат + + Ф NAD Глицеральдегид-3-фосфат н дегидрогеназа + NADH + H 1,3-дифосфоглицерат АДФ Фосфоглицерат киназа АТФ 3-фосфоглицерат Фосфоглицерат мутаза 2-фосфоглицерат Енолаза H O 2 фосфоенолпируват АДФ Пируват киназа АТФ Пируват Joyce J. Diwan 1999-2007

More Related