Гликоген регуляция

Более важную роль в регуляции играют, однако, факторы, определяемые стимулирующим действием гормонов и нервной системы. Если концентрация адреналина в крови повышается, то этот гормон начинает связываться с рецепторами на поверхности клеточных мембран, активируя образование циклического АМР (гл. 7, разд. Д, 8). Аналогично в печени рецепторы глюкагона связывают этот гормон и стимулируют образование циклического АМР. Циклический АМР в свою очередь активирует протеинкиназы, которые модифицируют различные белки, в том числе киназу фосфорилазы (Ei на рис. 11-10), а также гликоген-синтетазу. В покоящейся мышце киназа фосфорилазы находится в неактивной форме, и фосфорилирование протеинкиназой переводит ее в [c.507]

Из гл. 15 мы знаем, что скорость гликолиза регулируется на двух уровнях. В первую очередь регулируется, как мы видели, сама подача топлива для гликолиза. В этой регуляции участвуют два регуляторных фермента, контролирующих вхождение глюкозы в последовательность гликолитических реакций,— гексокиназа, катализирующая фосфорилирование D-глюкозы с образованием глюкозо-6-фосфата, и гликоген-фосфорилаза, катализирующая первый этап образования глюкозо-6-фосфата из гликогена. Скорость цикла лимонной кислоты [c.493]

Наблюдение, согласно которому гликоген-синтаза обладает самой низкой активностью по сравнению с другими ферментами синтеза гликогена, наводит на мысль, что этот ферментативный этап представляет собой узкое место данного метаболического пути и, следовательно, точку его регуляции. Это подтверждается наблюдением, что стимуляция синтеза гликогена путем активации регуляторного фермента приводит к снижению концентрации промежуточных продуктов до точки регуляции и к повышению концентрации мета- [c.722]

Инсулин. Инсулин — один из наиболее полно изученных гормонов поджелудочной железы. Действие этого гормона связано с регуляцией содержания сахара в крови. Считают, что инсулин осуществляет вспомогательную функцию при переносе глюкозы из крови через стенки сосудов к мускульной ткани, где глюкоза расходуется для энергетических целей, или к клеткам печени, где из глюкозы синтезируется резервный полисахарид — гликоген Предполагают, что инсулин способствует удалению глюкозы из крови в результате его специфической ориентации на поверхности клеточной оболочки что облегчает проникновение через нее глюкозы. При недостатке инсулина концентрация глюкозы в крови начинает повышаться, так как глюкоза не может свободно диффундировать внутрь клеток В последнее время считают, что инсулину принадлежит важная роль в регуляции процесса биосинтеза глюкозы в организме [c.162]

Адреналин также влияет на гликоген мышц, усиливая его распад с накоплением молочной кислоты, которая затем подвергается дальнейшим превращениям. Адреналин мобилизует запасы гликогена в печени и в мышцах и благоприятствует их использованию. Это положение находит свое подтверждение в том, что введение адреналина усиливает также потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа. (Подробнее о роли адреналина в регуляции обмена углеводов см. па стр. 274). [c.143]

РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОГЕННОЙ ФУНКЦИИ ПЕЧЕНИ И СОДЕРЖАНИЯ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ [c.274]

При умеренной нагрузке в мышцах действует другой механизм регуляции активности гликоген- [c.147]

Рис 16.5. Схематическое изображение регуляции гликоген-фосфорилазы в скелетных мышцах Фермент может принимать каталитически неактивную Т (напряженную) конформацию или активную R (релак-сированную) конформацию Равновесие R T для фосфорилазы а сдвинуто далеко в сторону активного R- o-стояния, В противоположность этому фосфорилаза h находится преимущественно в неактивном Т-состоянии, исключая случаи, когда содержание АМР находится на высоком уровне, а содержание АТР и глюкозо-6-фосфата-на низком. При большинстве физиологических состояний доля активного фермента определяется скоростями фосфорилирования и дефосфорилирования. [c.124]

ФОСФОПРОТЕИДЫ (фосфопротеины), сложные белки, содержащие остатки фосфорной к-ты, присоединенные, как правило, фосфоэфирной связью к остаткам a-aMHHO- -окси-кислоты— серина (фосфосерин) или треонина (фосфотрео-нин). Образуются в результате катализируемого ферментом протеинкиназой переноса фосфата АТФ на гидроксильную группу к-ты в уже сформированной молекуле белка. Образование Ф. и их расщепление ферментом ФП-фосфа-тазой играют большую роль в гормональной регуляции активности мн. ферментов, напр, гликоген-синтетазы и глико-ген-фосфорилазы. [c.628]

Осн физиол. ф-ция И.-регуляция уровня глюкозы в крови. Он улучшает усвоение глюкозы тканями и стимулирует ее превращение в гликоген, облегчает проникновение глюкозы в клетки С недостатком И в организме связано возникновение тяжелого нарушения обмена в-в (сахарный диабет), при к-ром в крови резко повышается концентрация глюкозы (гипергликемия), наблюдается избыточное выведение глюкозы с мочой (глюкозурия), нарушается синтез белков и жиров. Введение препаратов И. обеспечивает лечебный эффект При их передозировке концентрация глюкозы в крови падает ниже нормы (гипогликемия), что может привести к потере сознания (гипогликемич. кома) и даже к смерти. [c.242]

Наряду с утилизацией глюкозы в печени происходит и ее образование. Непосредственным источником глюкозы в печени служит гликоген. Распад гликогена в печени происходит в основном фосфоролитичесюгм путем. В регуляции скорости гликогенолиза в печени большое значение имеет система циклических нуклеотидов. Кроме того, глюкоза в печени образуется также в процессе глюконеогенеза. [c.553]

На приведенном рис. 27.1 отчетливо видна метаболическая специализация отдельных органов, которая определяется в первую очередь наличием в них специфической метаболической регуляции. Метаболизм в мозгу, мышцах, жировой ткани и печени сильно различается. Мышцы, например, использ тот в качестве источника энергии глюкозу, жирные кислоты, кетоновые тела и синтезируют гликоген в качестве энергетического резерва, в то время как мозговая ткань в качестве энергетического источника использует исключительно глюкозу. Специализация жировой ткани — синтез, запасание и мобилизация триацилглицеролов. Исключительно велика роль печени в обмене практически всех органов. Это мобилизация гликогена и глюконеогенез, которые обескровь [c.441]

Рис. 13-16. Гормональная регуляция ферментативной реакции. В результате присоединения гормона адреналина к специфическим рецепторам, находящимся на поверхности клеток печени, образуется при участии связанного с мембраной фермента (адеяилатциклазы) циклический аденилат. Последний функционирует как аллостерический активатор, или внутриклеточный посредник, под действием которого гликоген-фосфорилаза переходит из неактивной формы в активную, что влечет за собой ускорение превращения гликогена печени в глюкозу крови. Подробно этот метаболический путь описан в гл. 25.

В мьшщах действует второй механизм регуляции гликоген-фосфорилазной активности. Фосфорилаза Ь, сравнительно мало активная форма, может становиться более активной в результате нековалентного связывания с аллостерическим модулятором этого фермента, которым является АМР концентрация же АМР в мышцах возрастает по мере распада АТР в сократительных системах (рис. 15-14, см. также разд. 14.17). Активации фосфорилазы Ь под действием АМР препятствует АТР, выступающий в роли отрицательного модулятора. Таким образом, активность фосфорилазы [c.463]

Рис. 20-11. Регуляция активности гликоген-синтазы путем ферментативного фосфорилирования и дефосфорилирования. Сама протеинки-наза также существует в двух формах, активной и неактивной их соотношение регулируется гормонами (гл. 25).

Рис. 20-12. Реципрокная регуляция гликоген-синтазы и гликоген-фосфорилазы путем фосфорилирования и дефосфорилирования. Активная форма каждого из ферментов показана красным, неактивная-черным. Символом —О—0 обозначены фосфорилированные остатки серина.

Биологическое значение полисахаридов многообразно. Это — запасные питательные вещества (крахмал, гликоген, инулин) в организмах растений и кивотных. Некоторые полисахариды несут в основном структурную и защитную функции (хонд-роитин-серная кислота, целлюлоза и др.). Маннаны и галактаны используются в качестве строительного и питательного материала, а гиалуроновая кислота, наряду со структурной функцией, участвует в регуляции распределения жизненно необходимых веществ тканей, епарин обладает важными биологическими свойствами, являясь антикоагулянтом крови в организме человека и животных. Полисахариды входят в состав групп специфических веществ крови и многочисленных сложных соединений — гликопротеидов и липополисахаридов, выполняющих в организме ряд важных функций. Они — основной энергетический материал организма. [c.199]

Рис. 17.47. Пример каскадного эффекта при регуляции превращения глюкозы в гликоген посредством высвобождения АКТГ-рилизинг-фактора (кортиколибери-на). Общее усиление в данном случае — в 56 ООО раз (данные из Bradley, 1976).

Одним из распространенных способов регуляции активности ферментов являются модификации молекул ферментного белка путем фосфорилирования — дефосфорилирования, протеолизного отщепления части белка либо другими воздействиями. Путем фосфорилирования с участием АТФ и Mg , а также дефосфорилирования, катализируемого ферментами (фосфатазой), регулируется активность тканевых липаз, расщепляющих нейтральные жиры, и фосфорилазы, расщепляющей гликоген (рис. 105). Часто процессы фосфорилирования — дефосфорилирования ферментов в цитоплазме клеток связаны с процессами гормональной регуляции посредством цАМФ, Са или других передатчиков действия гормона. [c.269]

Инсулин. Большую роль в углеводном обмене и в регуляции содержания сахара в крови играет гормон инсулин. В противоположность действию других гормонов он понижает концентрацию сахара в крови, усиливая превращение глюкозы в гликоген как в печени, так и в мышцах, способствуя надлежащему окислению глюкозы в тканях, а также недо-пуская расщепления гликогена печени с образованием глюкозы. Инсулин действует на процесс фосфорили-рования глюкозы с образованием глюкозо-6-фосфата, являющегося первой ступенью глюкогенезиса, или образования гликогена. В отсутствие достаточного поступления инсулина превращение внеклеточной глюкозы во внутриклеточный глюкозо-6-фос-фат задерживается. [c.364]

В покоящейся мышце фосфорилаза присутствует главным образом в неактивной форме. Однако, когда возникает необходимость, гликоген быстро расщепляется путем активирования фосфорилазы одновременно синтез гликогена тормозится понижением активности синтетазы, что обеспечивает нужную высокую концентрацию продуктов расщепления гликогена. Сложный нейрогуморальный механизм такой одновременной регуляции действия фосфорилазы и синтетазы представлен на рис. 147 [374—375]. [c.264]

В регуляции гликогенной функции печени и содержания на нормальном уровне глюкозы в крови, кроме адреналина, участвуют и другие гормоны. Большое влияние на различные стороны углеводного обмена оказывает гормон, образующийся в -клетках островковой ткани поджелудочной железы, инсулин (стр. 148). Посвоему влиянию на распад гликогена в печени и на содержание глюкозы в крови инсулин является антагонистом адреналина. Под влиянием инсулина в печени усиливается синтез гликогена и снижается содержание глюкозы в крови. Снижение нормального содержания глюкозы в крови (ниже 80 мг%) носит название гипогликемии. Путем введения в организм инсулина (в кровь, или под кожу) содержание глюкозы в крови можно снизить до таких пределов (до 40 мг% и ниже), когда снабжение органов и тканей глюкозой становится совершенно недостаточным. В этих случаях благодаря недостаточному подводу глюкозы к мозгу, наблюдается углеводное голодание, вызывающее нарушение функций мозга. Углеводное голодание органов, и в первую очередь головного мозга, вызывает сильные судороги (гипогликемические судороги), и если не принять срочных мер (введение в организм большого количества глюкозы, инъекция адреналина), наступает гибель организма. С явлениями гипогликемии встречаются у больных сахарной болезнью при передозировке инсулина. Появляющаяся у больных так называемая гипогликемическая кома устраняется введением в организм легко усвояемых углеводов (сахарозы, глюкозы). [c.275]

Рис. 12.5. Регуляция активности гликогенфоофорилазы млекопитающих. АС — аденилатциклаза (КФ 4.6.Ы) R и С—регуляторная и каталитическая субъединицы протеинкиназы (КФ 2.7.1.37) PhK — киназа фосфорилазы (КФ 2.7.1.38) GP — гликогенфоофорилаза (КФ 2.4.1.1). Другие сокращения сА= = циклический АМР, GLy — гликоген, G-1-P — глюкозо-1-фосфат. Катализируемые ферментами этапы пронумерованы цифрами 1—4.

Для гликогена мозга характерно наличие большой разветвленности за счет аФ (1-6) ГЛЮКОЗЫ, причем в центре молекулы гликогена имеются ветвления из 3—4 глюкозных остатков, а боковые цепи имеют 6—8 глюкозных остатков. При большом ветвлении гликоген легко подвергается ферментативному расщеплению, так как чем больше свободных концов в молекуле гликогена, тем легче они подвергаются воздействию ферментов и тем быстрее происходит метаболизм гликогена. Таким образом, н1гге1гснвная обновляемость гликогена мозга непосредственно связана с его своеобразным строением, точнее разветвленностью. (Е. Л. Розенфельд. Механизм регуляции действия ферментов, участвующих в обмене гликогена.— В кн. Химия и биохн-мня углеводов. М., 1969, с. 195—204). [c.264]

В настоящее время еще нет достаточной ясности относительно взаимодействия КФ с ионами Mg2+. Помимо того что уже было описано выше, можно отметить участие его в образовании комплекса КФ с гликогеном [47], а также участие в катализируемой киназой реакции путем образования комплекса Mg-АТФ [3]. Однако характер влияния свободного Mg + на ферментативную активность является спорным. Имеющиеся сведения довольно противоречивы. Клерх и др. [161] нашли стимулирующий эффект свободного Mg2+ на активность неактивированной КФ в условиях насыщающей концентрации Mg +-AT , постоянной концентрации, АТФ и варьирующей концентрации Mg +. Известны, однако, и другие данные, показавшие, что в зависимости от концентрации металла проявлялось активирующее или ингибирующее действие [162]. Более детальное выяснение роли Mg + в механизмах регуляции активности фермента, безусловно, представляет большой интерес для дальнейших исследований. [c.72]

Скорость метаболических процессов, происходящих в клетке, зависит от концентрации веществ, потребляющихся и накапливающихся в данной цепи реакций, а также от концентрации веществ, участвующих в других метаболических процессах. Общие принципы такой регуляции можно проиллюстрировать иа примере расщепления гликогена. Потенциальная активность ферментов такова, что весь гликоген в мышцах может быть превращен в молочную кислоту за 20 с, а в СО-г и НаО — за 3—4 мин. Мы знаем, что в клетке это никогда не происходит даже при тялселых мышечных нагрузках гликоген может служить источником энергии в течение нескольких часов, [c.21]

Существование раздельных путей для синтеза и распада гликогена означает, что эти процессы должны подчиняться строгой регуляции. Полное проявление активности обеих групп реакций в одно и то же время привело бы к непроизводительному гидролизу АТР. В действительности синтез и расщепление гликогена координированно регулируются таким образом, что глыко-ген-синтаза оказывается почти неактивной при полной активности фосфорилазы и наоборот, На обмен гликогена большое влияние оказывают специфические гормоны. По-липептидный гормон инсулин (разд, 2,6) повышает способность печени синтезировать гликоген. Механизм действия инсулина пока не раскрыт. Высокое содержание инсулина в крови говорит о состоянии сытости, тогда как его низкое содержание является сигналом голода (разд. 23,6), Значительно лучше изучен механизм действия адреналина и глюкагона, эффект которых противоположен эффекту инсулина. Мышечная активность или подготовка к ней приводит к высвобождению адреналина мозговым веществом надпочечников, Адре- [c.122]

Адреналин и глюкагон не проникают в свои клетки-мишени. Они связываются с плазматическими мембранами и стимулируют аденилатциклазу (разд. 35.3). Повышенное внутриклеточное содержание циклического АМР запускает ряд реакций, приводящих к активации фосфорилазы и ингибированию гликоген-синтазы. Мы рассмотрим теперь структурную основу регуляции активности указанных ключевых ферментов обмена гликогена и затем перейдем к каскаду реакций, устанавливающих связь между этими ферментами и циклическим АМР. [c.123]

Зависимая от циклического АМР про-теинкиназа фосфорилирует киназу фосфорилазы и гликоген-синтазу. Фосфорилирование обоих ферментов лежит в основе координированной регуляции синтеза и расщепления гликогена. Оно приводит к включению фосфорилазы (при посредстве киназы фосфорилазы) и к одновременному выключению гликоген-синтазы (прямым путем). [c.126]

Каскад ферментативных реакций в регуляции обмена гликогена аналогичен каскаду протеолитических реакций при свертывании крови (разд. 8.17). В обоих случаях ферментативный каскад создает высокую, степень амплификации, В случае распада гликогена имеются три ферментативные стадии контроля, тогда как при синтезе гликогена таких стадий две. Если бы имела место прямая регуляция гликоген-фосфо-рилазы и гликоген-синтазы путем связывания адреналина, количество гормона, необходимое для усиления распада гликогена, было бы более чем в тысячу раз выше того количества, которое требуется в присутствии амплифицирующего каскада. [c.128]

Контроль синтеза и распада гликогена в печени занимает центральное место в регуляции содержания глюкозы в крови. В норме этот уровень колеблется оттот 80 до 120 мг на 100 мл. Печень чувствительна к концентрации глюкозы в крови если содержание глюкозы в крови превышает пороговый уровень, печень поглощает глюкозу если же ее содержание ниже этого уровня, печень высвобождает глюкозу. Количество фосфорилазы а в печени быстро уменьшается при вливании глюкозы (рис. 16.10). После лаг-периода возрастает количество гликоген-синтазы а, что приводит к синтезу гликогена. Недавно было установлено, что в клетках печени фосфорилаза служит глюкозным датчиком-чувствительным элементом для глюкозы. Связывание глюкозы с фосфорилазой а сдвигает аллостерическое равновесие из R-состояния в Т-состояние (см. рис. 16.5). В результате фосфорильная группа при се-рине-14 становится доступной для гидролиза фосфатазой. Значительную роль играет при этом то обстоятельство, что фосфатаза, тесно связываясь с фосфорилазой а, проявляет свое каталитическое действие только после перехода последней в Т-состояние под действием глюкозы. [c.128]

Биосинтез и расщепление почти всегда осуществляются различными путями. Например, путь синтеза жирных кислот отличается от пути их расщепления. Точно так же гликоген синтезируется и расщепляется в результате различных последовательностей реакций. Благодаря такому разделению пути синтеза и расщепления постоянно оказываются термодинамически выгодными. Чтобы какой-либо путь биосинтеза был экзергоническим, он должен быть сопряжен с гидролизом достаточного количества молекул АТР. Например, на превращение пирувата в глюкозу в процессе глюконеогенеза затрачивается на четыре высокоэнергетические связи Р больше, чем образуется в процессе превращения глюкозы в пируват в ходе гликолиза. Эти четыре дополнительные связи Р обусловливают экзерго-ничность глюконеогенеза при любых существующих в клетке условиях. Принципиально важная особенность метаболических путей состоит в том, что их скорость определяется не законом действующих масс, а активностью ключевых ферментов. Разделение путей биосинтеза и расщепления имеет особенно важное значение для эффективной регуляции метаболизма. [c.282]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология