TIỂU LUẬN: Cơ chế hình thành và hoạt động của glycogen. Vai trò và ý nghĩa sinh học

Glucose là nhiên liệu chủ yếu của hầu hết các cơ thể sống và đóng vai trò trung tâm trong chuyển hóa. Sự oxy hóa hoàn toàn glucose thành CO2 và H2O theo phản ứng C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O giải phóng một năng lượng tự do. Glucose không chỉ là một nhiên liệu tuyệt vời mà còn là tiền chất quan trọng, có khả năng tạo nên một lượng lớn các chất chuyển hóa trung gian, các chất cần thiết cho các phản ứng tổng hợp....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
TIỂU LUẬN: Cơ chế hình thành và hoạt động của glycogen. Vai trò và ý nghĩa sinh học BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG………………… TIỂU LUẬNCơ chế hình thành và hoạt động của glycogen. Vai trò và ý nghĩa sinh họcGVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ Lời mở đầu Glucose là nhiên liệu chủ yếu của hầu hết các cơ thể sống và đóng vai trò trung tâmtrong chuyển hóa. Sự oxy hóa hoàn toàn glucose thành CO2 và H2O theo phản ứngC6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O giải phóng một năng lượng tự do. Glucose không chỉ làmột nhiên liệu tuyệt vời mà còn là tiền chất quan trọng, có khả năng tạo nên một lượnglớn các chất chuyển hóa trung gian, các chất cần thiết cho các phản ứng tổng hợp. Từglucose có thể tổng hợp được một số amin, nucleotid, coenzyme, acid béo và nhiều chấtchuyển hóa trung gian cần thiết cho sự phát triển của cơ thể. Glucose có thể có hàng trămhoặc hàng ngàn cách biến hóa khác nhau. Ở cơ thể bậc cao hoặc động vật, glucose có 3số phận chủ yếu như sau: có thể được dự trữ dưới dạng polysaccarid hoặc saccarose,được oxy hóa để tạo thành hợp chất ba cacbon ( pyruvat) theo con đường đường phânhoặc oxy hóa để tạo thành các pentose theo con đường pentose phosphat. Cũng giống như tất cả các con đường chuyển hóa, chuyển hóa glucid cũng được cơthể điều hòa một cách chặt chẽ. Để biết được sự điều hòa nó diễn ra như thế nào, ảnhhưởng của cơ thể khi có hay không có cơ chế này nhóm chúng tôi đã chọn đề tài “ Cơchế hình thành và hoạt động của glycogen. Vai trò và ý nghĩa sinh học” Page 1GVHD: ThS. Lâm Khắc KỷNỘI DUNG 1. Cấu tạo của glycogenGlycogen là chất dự trữ glucid của động vật, có thể coi glycogen như là tinh bột củađộng vật, vì nó cũng gồm 2 liên kết α -D 1-4 và α-D 1-6 glucoside, nhưng nó khác tinhbột ở chỗ là sự rẽ nhánh rậm rạp hơn, cứ cách 8-10 phân tử glucose có một liên kết nhánhα-D 1-6. Glycogen có nhiều ở gan ( chiếm 5-7% khối lượng của gan) ở cơ nó chiếm 2%khối lượng của cơ, do khối lượng cơ là lớn nên glycogen có ở cơ là chính. Hàm lượngnày có thể biến động phụ thuộc vào dinh dưỡng và trạng thái sinh lý (đói, no, lao động,ngủ, thức...) Hình 1.1 Cấu trúc phân tử glycogen 2. Cơ chế hình thành Tổng hợp glycogen xảy ra ở mọi tổ chức nhưng mạnh nhất là ở gan và cơ xương. Ởgan, glycogen đóng vai trò dự trữ glucose và sẵn sàng cung cấp glucose cho các tổ chứckhác sử dụng, đồng thời nó đảm bảo mức đường huyết hằng định trong máu kể cả thờiđiểm xa bữa ăn. Còn ở cơ, glycogen được dùng để thoái hóa thành glucose theo conđường Đường phân, cung cấp năng lượng ATP cho sự co cơ. Quá trình tổng hợp glycogen bắt đầu từ G6P là sản phẩm do phản ứng phosphoryl hóaglucose xúc tác bởi hexokinase (ở gan) và glucose kinase (ở cơ): D-glucose + ATP → D-glucose-6-phosphat +ADP Page 2GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ Hình 2.1. Phosphoryl hóa glucose Tuy nhiên, phần lớn G6P lại là sản phẩm của con đường tân tạo glucose; glucosetrong thức ăn được hấp thu vào máu, biến đổi thành lactat rồi được gan thu nhận và biếnđổi thành G6P. Từ G6P, nó được đồng phân hóa thuận nghịch thành G1P nhờphosphoglucomutase: Glucose-6-phosphat ↔ Glucose-1-phosphat Hình 2.2. Đồng phân hóa G6P Tiếp theo là phản ứng then chốt nhất trong quá trình tổng hợp glycogen: Phản ứngtạo UDP-glucose (UDPG) xúc tác bởi UDPG pyrophosphorylase: Glucose-1-phosphat + UTP → UDP-glucose + Ppi Page 3GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ Hình 2.3. Tạo UDP-glucosePhản ứng xảy ra theo chiều tạo UDPG vì pyrophossphat bị thủy phân rất nhanh thànhortophosphat nhờ có pyrophosphat vô cơ.UDPG chính là chất trung gian để biến đổi galactose thành glucose. Nó chính là “chấtcho” gốc glucose trong quá trình tổng hợp glycogen dưới tác dụng của glycogensynthase. Có thể có hai trường hợp xảy ra: 2.1 Trường hợp có chuỗi glucan sẵn Enzym glycogen synthase xúc tiến việc chuyển gốc glycosyl từ UDPG tới gắn vàođầu không khử (C-4) của một phân tử glycogen có n gốc glucose có sẵn (hình 8.24) đểtạo thêm một liên kết mới (α -1→4) glucosid, nghĩa là tạo thành glycogen có n+1 gốcglucose. Page 4GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ Hình 2.4. Tổng hợp mạc thẳng của glycogen Khi tạo thêm ít nhất 6 phân tử glucose thì enzym gắn nhánh amylose (1→4-1→6)-transglycosylase hay glycosyl (4→6)- tranferase có tác dụng vừa cắt đứt liên kết (α-1→4)- glycosid của đoạn glycogen mới tạo ra, vừa chuyển đến gắn vào OH của C-6 củagốc glucose trên cùng một chuỗi hay chuỗi khác tạo ra một điểm nhánh mới (α-1→6)trong quá trình sinh tổng hợp glycogen (hình 2.5) Page 5 GVHD: ThS. Lâm Khắc Kỷ ...