А. Гормональный контроль расщепления гликогена

Гликоген служит в организме резервом углеводов, из которого в печени и мышцах путём расщепления быстро создаётся глюкозо-фосфат (см. Сократительная система). Скорость синтеза гликогена определяется активностью гликоген-синтазы (на схеме внизу справа), в то время как расщепление катализируется гликоген-фосфорилазой (на схеме внизу слева). Оба фермента действуют на поверхности нерастворимых частиц гликогена, где они в зависимости от состояния обмена веществ могут находиться в активной или неактивной форме. При голодании или в стрессовых ситуациях (борьба, бег) возрастает потребность организма в глюкозе. В таких случаях выделяются гормоны адреналин и глюкагон. Они активируют расщепление и ингибируют синтез гликогена. Адреналин действует в мышцах и печени, а глюкагон — только в печени.

Оба гормона связываются с рецепторами на плазматической мембране (1) и активируют при посредничестве G-белков (см. Механизм действия гидрофильных гормонов) аденилатциклазу (2), которая катализирует синтез 3′,5′-цикло-АМФ (сАМФ) из АТФ (АТР). Зеркально противоположным является действие на этот «вторичный мессенджер» фосфодиэстеразы цАМФ (3), гидролизующей цАМФ до АМФ (АМР). В печени диэстераза индуцируется инсулином, который поэтому не препятствует воздействию двух других гормонов (не показано). цАМФ связывается и тем самым активирует протеин-киназу А (4), которая действует по двум направлениям: с одной стороны, с помощью фосфорилирования с участием АТФ в качестве кофермента она переводит в неактивную D-форму гликоген-синтазу и вследствие этого останавливает синтез гликогена (5); с другой, активирует — также путём фосфорилирования — другую протеинкиназу, киназу фосфорилазы (8). Активная киназа фосфорилазы фосфорилирует неактивную b-форму гликоген-фосфорилазы, превращая её в активную a-форму (7). Это приводит к высвобождению из гликогена глюкозо-1-фосфата (8), который после превращения в глюкозо-6-фосфат с участием фосфоглюкомутазы включается в гликолиз (9). В печени дополнительно образуется свободная глюкоза, которая поступает в кровь (10).

По мере уменьшения уровня цАМФ активируются фосфопротеинфосфатазы (11), которые дефосфорилируют различные фосфопротеины описанного каскада и тем самым останавливают расщепление гликогена и инициируют его синтез. Эти процессы протекают в течение нескольких секунд, так что метаболизм гликогена быстро адаптируется к изменённым условиям.


Метаболизм. Регуляция / Гормональный контроль

Статьи раздела «Гормональный контроль»:

Следущая статья   |   — Вернуться в раздел


Физика белка. Курс лекций с цветными и стереоскопическими иллюстрациями и задачами / Физика белка простирается от классификации и принципов устройства белков (мембранных, фибриллярных и, в особенности, водорастворимых глобулярных белков) — до принципов их работы, устройства их активных центров; от элементарных взаимодействий в белках и вокруг них — до структурных переходов в белках,Физика белка. Курс лекций с цветными и стереоскопическими иллюстрациями и задачами
Физика белка простирается от классификации и принципов устройства белков ...
Природа микромира / Первая глава книги посвящена с одной стороны — поискам элементарных составляющих, из которых образована материя, с другой — разработкой идей, которые позволили бы унифицировать нам представления о силах, действующих между этими элементарными составляющими. Вторая глава рассматривает новое направлениПрирода микромира
Первая глава книги посвящена с одной стороны — поискам элементарных ...
Откровенная наука. Беседы с корифеями биохимии и медицинской химии / Книга И. Харгиттаи состоит из 36 бесед с выдающимися учёными XX века, работавшими в области биохимии, медицинской химии и смежных дисциплин, многие из которых были удостоены Нобелевской премии. Среди них: один из создателей модели пространственной структуры ДНК («двойной спирали») Джеймс Уотсон; одиОткровенная наука. Беседы с корифеями биохимии и медицинской химии
Книга И. Харгиттаи состоит из 36 бесед с выдающимися учёными XX века, работавшими в ...
Влияние тяжелых металлов на процессы биохимического окисления органических веществ / В научной монографии рассмотрены основные направления очистки сточных вод, содержащих тяжёлые металлы. Показаны перспективы технологических решений при очистке сточных вод, содержащих тяжёлые металлы, с целью увеличения окислительной мощности последующих стадий очистки на биологических сооружениях. Влияние тяжелых металлов на процессы биохимического окисления органических веществ
В научной монографии рассмотрены основные направления очистки сточных вод, ...