Download
1 / 15
150 likes | 432 Views
SÜSIVESIKUTE METABOLISM. Ann Kaleviste, stomatoloogia 2. rühm õ ppejõud Tiiu Vihalemm. Miks on glükogeen vajalik inimkehas?. Maksa glükogeen on veresuhkru ajutine varu Rohkelt hargnev glükogeen võimaldab salvestada ja vabastada väga kiiresti ja suuri hulki Glc
E N D
SÜSIVESIKUTE METABOLISM Ann Kaleviste, stomatoloogia 2. rühm õppejõud Tiiu Vihalemm
Miks on glükogeen vajalik inimkehas? • Maksa glükogeen on veresuhkru ajutine varu • Rohkelt hargnev glükogeen võimaldab salvestada ja vabastada väga kiiresti ja suuri hulki Glc • Glükogeenist saadud Glc on võimalik ka anaeroobsetes tingimustes kasutada energiaks • Glükogeeni varud on inimesel nii maksas kui skeletilihastes • Maksa glükogeen hoiab kogu keha veresuhkru taset, eriti toitumispausidel. Tase on kõige kõrgem pärast õhtusööki ja madalaim varahommikul. Maksa glükogeenivarud saavad nälgimisel otsa 10-20 tunniga. • Lihastes olev glükogeen läheb vaid lihaste energiavajaduseks. Väheneb kiiresti füüsilisel pingutusel. Skeletilihased ei tooda Glc, sest puudub ensüüm Glc-6-fosfataas, mistõttu skeletilihaste ainevahetus ei tõsta veresuhkru taset
Glükogenees ehk glükogeeni süntees • Võtmemomentideks on Glc aktiveerimine, sidmete alfa(1,4) abil ahelate teke ja sidemete alfa(1,6) abil hargnemispunktide loomine • Olulised on kaks ensüümi: - glükogeeni süntaas, mis on ka võtmeensüüm. Tema liidab UDP-glükoosi abil glükoosijääkide sideme (1,4) kaudu glükogeenimolekulile - “hargnemisensüüm” glükolüüs(4,6)transferaas, mis lõhub 1,4-sideme ja lisab fragmendi 1,6-sidemega külgahelaks
Glükogenolüüs ehk glükogeeni lõhustumine • Võtmemomendid: ahelate lühenemine 1,4-sideme lõhustumisega; hargnemispunktide elimineerimine 1,6-sideme lõhustumisega ja Glc-1-P muundamine Glc-6-P-ks • Ahelate lühenemisel on võtmeensüümiks glükogeeni fosforülaas, alles jääb 4 glükoosijääki • Hargnemispunktide kõrvaldamisel tegutseb ensüüm glükosüül(4,4)transferaas, mis võtab fragmendi hargnemispunkti juurest ja liidab sirgahelale, hüdrolüüsib 1,6-sideme • Ensüüm fosfoglükomutaas muundab Glc-1-P Glc-6-P-ks. Maksas saab sellest glükoos, lihastes aga lõhutakse ta energiaks
Glükogeneesi ja glükogenolüüsi med-biokeemilised põhiasbektid • Glükogeeni võtmeensüüm glükogeeni süntaas ja glükogenolüüsi võtmeensüüm glükogeeni fosforülaas on allosteerilised ensüümid • Nende kontroll toimub nii allosteerilliselt kui hormonaalselt • Allosteeriliselt toimub kontroll substraatide ja metaboliitide poolt • Hormonaalselt aga glükagooni, adrenaliini, INS, cAMP-vahendatud signaalraja kaudu • Võtmeensüümi reguleeritakse fosforüülimise ja defosforüülimisega
Pentoosfosfaaditsükkel • Leiab aset tsütoplasmas ning on glükoosi aeroobse oksüdatsiooni rada, mis toodab pentoosfosfaate ja NADPH (nikotiinamiidadeniindinukleotiidfosfaaadi reduts. vorm) • Moodustab 15-30% kogu glükoosi katabolismist • Toodab peaaegu poole inimkehas redutseerivast energiast (NADPH) • NADPH on erütrotsüütides vajalik GSH (glutatioon) taseme hoidmiseks • PFT toodab riboos-5-P • Glükoos-6-fosfaadi dehüdrogenaas (G6PDH) on PFT võtmeensüüm
NADPH tähtsus • Pentoosfosfaaditsükkel on NADPH põhitootja • NADPH on redutseeriv metaboolne energia, mis kannab elektronid otse vajalikule molekulile • Teda on vaja rasvhapete, steroidide, aminohapete sünteesiks ja maksaakkudes ksenobiootikumide biotransformatsioonis, mis on eelreaktsioon detoksikatsioonile • Võtab osa antioksüdantse võrgustiku tähtsa komponendi GSH (glutatiooni) taastamisel • NADPH defitsiidil kujuneb sügav oksüdatiivne stress • NADPH-d on vaja lämmastikoksiidi sünteesil • Samuti infektsiooni vastu kaitsval fagotsütoosil
GGPDH (glükoos-6-fosfaadi dehüdrogenaas) ja erütrotsüüdid • GGPDH on kliiniline markerensüüm • Tema defitsiit toob plobleeme just erütrotsüütides, sest seal on PFT ainus NADPH tootja • GGPDH defitsiit tingib NADPH defitsiidi ja see omakorda GSH defitsiidi • Äge hemolüütiline aneemia tekib, kui erütrotsüüdid on võimetud liigseid reaktiivseid osakesi eemaldama
Miks vajame fruktoosi? • Fruktoosil on spetsiaalseid rolle, nt aminosahhariidide ja siaalhapete süntees • Maks metaboliseerib enamiku toidufruktoosist, lihastel on väiksem panus • Fruktoosi kestev liigtarbimine põhjustab hüperlipideemiat ja hüperkolesteroleemiat • Fruktoosi metabolismi pärilikud defektid on essentsiaalne fruktosuuria, fruktoseermia ja pärilik fruktoosi talumatus, mille puhul tekivad tõsised neeru- ja maksakahjustused
Mannoos ja galaktoos inimkehas • Mannoos seostub fruktoosi metabolismiga, ta on peamine glükoproteiinide komponent • Mannoos tagab emsüümide transpordi Golgi kompleksi abil lüsosoomidesse • Galaktoosi vajab glükoproteiinide, glükolipiidide ja rinnapiima laktoosi süntees • Galaktoosi kinaas aktiveerib Gal-1-P, selle ja UDP-Glc vahel toimub vahetusreakstioon, kus tekib Glc-1-P ja UDP-Gal, viimane on aktiivsetee galaktoosimolekulide doonor • Galaktoosi päriliku defitsiidiga kaasneb galaktoseemia (Gal kuhjumine veres) ja galaktosuuria (kuhjumine uriinis)
Glükoosaminoglükaanid (GAG) ja glükoproteiinid • Proetoglükaanid on segamakromolekulid, mille süsivesikosa GAG moodustavad kuni 95% kogumassist • GAG-d on hargnemata, negatiivselt laetud heteropolüoosahelad • Korduvüksused on uroonhape, siaalhape, N-atsetüülglükoosamiin, N-atsetüülgalaktoosamiin, glpkoosamiin ja galaktoosamiin
Aminosahhariidid ja siaalhape • Aminosahhariidid on glükoosamiin, galaktoosamiin ja mannoosamiin • Need on GAG, glükoproteiinide jm komponendid • Siaalhapped on inimkehas N-atsetüülneuramiinhappena (NANA) • Glükoos on lähteühend, kuid Fru-6-P on nende sünteesi võtmeühend, mis tekitab glutamiinilt aminorühma võttes glükoos-6-P • Toodetakse energiarikkaid UDP- ja CMP-derivaate, mis on GAG, siaalhapete jt doonoriteks
Proteoglükaanide süntees • Proteoglükaanid on süsivesik-valk superkompleksid, koosnedes proteoglükaansetest monomeeridest • Monomeeri loomiseks sünteesitakse karedapinnalisel ER-l tüvivalk, ER-s ehitub ta külge heteropolüoosahelaid • Viimased seostuvad tüvivalguga trisahhariidlüli (ksüloos-Gal-Gal) abil • GAG lõhustumisdefektid tekitavad haigusi: mukopolüsahharidoosid
Glükoproteiinidesüntees • Oligosahhariidosa ja valkosa on seotud kas O- või N-glükosiidsideme abil • Oligosahhariidosal on 2-20 monomeeri • O-glükoproteiini sünteesil liidavad ER-s glükosüültransferaasid monomeere aste-astmelt kuni oligosahhariidosa valmimiseni • N-glükoproteiini sünteesil ei toimu valguosa tekitamine monomeeri kaupa, seal tehakse ER-s algul glükosüültransferaaside abil dolihhoolfosfaadi külge algne oligosahhariidosa, mis viiakse Asn-jäägile. Glükoproteiin liigub edasi Golgi kompleksi, kus valmib lõplik molekul • Glükoproteiinide lõhustumisdefektid tekitavad haigusi: mukolipidoosid
