KV 17/18 Kohlenhydratstoffwechsel

In partikel. bis zu 12 verzweigungsebenen

Alpha 1,4- Bindungen und Alpha 1,6 Verzweigungen

Synthese von Anfangsstück für Glykogensynthese (durch Glykogen-Synthase)

• Besitzt Tyrosyl-rest an dem ein Glucose molekül am reduzieren Ende angehängt wird (UDP Glucose -> abspaltung von UDP)
• Glykogenin-Glykosyltransferase
• Chemisch: Etherbindungen
• C4 nicht reduzierende Enden schauen heraus

Synthese von Glykogen mit anhängen von UDP Glucose

Branching Enzyme: Schhneidet bereits existierende Alpha 1,4 Verbindungen und kreiert Alpha 1,6 Verzweigung.

• 1. Allgemeiner Schritt: Glucose -> Glucose-6-phosphat durch Hexokinase
• Glykogen-Aufbau
• Glykolyse
• Pentose-phosphat weg

• Glucose 6 phosphat -> Glc 1- P über Phsophoglucomutase
• Glc-1-P + UTP -> UDP Glucose (+PPi) über Glucose-1-Phosphat UTP Transferase
• UDP-Glucose (+ Starterglycogen) -> Glycogen über Glycogensynthase

• Glycogen + HPO₄^-2  -> Glycogen + Glc-1-Phosphat
• Glykogen Phosphorylase
• Phosphatübertragung am C1 (wie normal)

• Durch Phosphorylase bis auf 4 Reste abgebauter zweig
• Debranching Enzyme
  • bifunktionell: Trisaccharid-Transferase und Alpha 1,6 Glucosidase
• 3 Glucose werden auf anderen Ast übertragen und nur eines abgespalten... Rest über Phosphorylase

• Thyrosin
• Serin
• Threonin

• Phosphorylase: Abbau
• Hemmend: 
  • ATP
  • Glc-6-P
  • Glucose
• Aktivierend:
  • AMP
  • ohne allosterischen Ligand
• 1 mal phosphoryliert: inaktiv

• Grundsätzlich im Phosphorylierten Zustand inaktiv. Aktivierbar trotzdem durch glc-6-P bei hohem spiegel
• Enzyme: 
  • Kinasen
  • Protein phosphatase 1 (durch Glc-6-P stimulierbar)
•  

• Durch Insulin
• aktivierung der Protein-Phosphatase 1, dephosphorylierung von Glykogen-phosphorylase und Glykogen Synthase -> Synthase aktiv, phosphorylase inaktiv
• Aktivierung der cAMP Phosphodiesterase -> Aktivierung der Pjosphorylase gebremst

• Aus Laktose
• auch über SGLT-1 aufgenommen (wie Glucose)
• Auch ins Blut (Pfortader transportiert)

• auch über Gal-1-P zu UDP Galactose (Galactokinase) -> dann Synthese von Lactose und Heteroglycanen
• UDP Galactose kann mit Hilfe der UDP-Galactose-4-Epimerase in UDP Glucose umgewandelt werden
• Klassische Form Galactosämie: roter Balken (Defekt Galactose-1-Phosphat Uridyltransferase Mangel) 
• Auch andere Formen: Galactokinase Defekt, Epimerasemangel

• Mittels GLUT-5 Transporter (nur erleichterte Diffusion, kein aktiver Transport. Nur langsam

• Enzyme: Fructokinase, Aldolase B, Triosekinase
• Reaktionen laufen schneller als Glykolyse -> schnelle Verstoffwechselung
• Umgebaut zu Glycerinaldehyd - 3 - Phosphat und dihydroxyacetonphosphat -> Glykolyse oder gluconeogenese
• Heriditäre Fructoseintoleranz -> Mangel an Aldolase B

• HbA1c: kovalente Modifikation des Aminoterminus der Beta Kette des Globins.
• Pentosidin: Kovalente Modifizierung von Proteinen wie Kollagen oder Crystallin (Augenlinse)
• -> oft schädliche Eigenschaften

• Produkte: ATP, reduzierte Coenzyme (NADH, FADH2)
• Coenzyme werden in oxidativen Phosphorylierung für ATP produktion verwendet

• Nervengewebe, Erythrozyten und Nierenmark verwenden Glucose als (einzige) Energiequelle
• Glucose ist für Skelettmuskel unter anaeroben Bedingungen der einzige Brennstoff
• Biosynthese von Sacchariden

Glc-6-P

• Lactat (Cori Zyklus; Siehe Bild)
• Glycerin aus Fettgewebe (Siehe KV B1)
• glucogene Aminosäuren v.a. aus Muskel (siehe Aminosäurestoffwechsel

• Im wesentlichen identisch
• Stark exergonen Schritte der Glykolyse sind in Gluconeogenese anders. (Hexokinase, Phosphofructokinase und Pyruvatkinase; 1,3,10)

1. Pyruvatcarboxylase 
2. Fructose-1.6 bisphosphatase
3. Glucose-6-phosphatase

• Carboxylierung von Pyruvat zu Oxalacetat
• Pyruvatcarboxlase
• Biotin als Coenzym
• Findet im Mitochondrium statt
• Restliche Reaktionen im Cytosol: Oxalacetat über Malatshuttle

• Kovalent an Enzym gebunden
• Bindet vorübergehend CO2

• Wichtig für Citratzyklus
• Pyruvat kann über Oxalacetat in Citratzyklus eingeschleust werden

• Für Umwandlung von Oxalacetat in Phosphoenolpyruvat stehen zwei Reaktionswege zur verfügung
• Erster Weg wie Gluconeogenese
• Zweiter weg über Reaktion des Citratzyklus

• Fructose-1,6-Bisphosphatase
• Hydrolyse von Fructose-1,6-Bisphosphat zu Fructose-6-phosphat

• Hydrolyse von Glucose-6-phosphat zu Glucose im ER
• Glucose-6-phosphatase

• 2 Pyruvat + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 6 H20 -----> Glucose + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 NAD+ + 2 H+
• Es wird mehr Energie benötigt als bei Glycolyse frei wird

Siehe Teil 2