MOLECULEN – Metabolisme – Hoorcollege 6 t/m 10 – 2017/2018
Hoorcollege 6 – Glycogeenmetabolisme en pentosefosfaatpad (19-03-2018)
Glycogeenmetabolisme
Glucose-6-fosfaat kan o.a. gebruikt worden voor glycogeenmetabolisme en glycolyse. Een deel van het
glucose in ons voedsel wordt niet gebruikt voor de glycolyse, maar wordt opgeslagen in polymere vorm. Dit
kan in de lever en de spier.
Het grootste deel van de energieopslag is in de vorm van vet. Dit kan namelijk veel compacter dan in de
vorm van glycogeen.
Glycogeen
Kenmerken glycogeen:
Snel mobiliseerbaar in de vorm van glucose.
Vertakte polymeer van glucose met -1,4- en -1,6-glycosidische bindingen.
Opgeslagen in granulae in het cytosol. Er zit geen membraan
omheen.
Glycogeen wordt gevormd aan het eiwit glygogenine. Dit is de
eiwitkern van een glycogeenkorrel. Aan het uiteinde van de lineaire
keten en het uiteinde van de vertakte keten kan een glucose worden
ontkoppeld door enzymen.
Glycogeenafraaa
Glycogeen kan in twee stappen afgebroken worden tot glucose-6-
fosfaat. Glucose-6-fosfaat kan gebruikt worden voor:
Gluconeogenese in de lever.
Glycolyse in de spieren en hersenen.
Pentosefosfaatpad.
Stap 1: Glycogeenfosforylase
Glycogeenfosforylase (reversibel enzym) kan een suikereenheid
ontkoppelen van een uiteinde van glycogeen. Hierdoor ontstaat
glucose-1-fosfaat en glycogeen heef n suikereenheid minder.
LET OP! Zijketens kunnen afgesplitst worden via -1,6-glucosidase.
Voor deze reacte is H2O nodig. Er komt dan glucose vrij en
glycogeen heef n residu minder. Stap 2 wordt dan niet
uitgevoerd.
Stap 2: Fosfoglucomutase
Glucose-1-fosfaat wordt omgezet via fosfoglucomutase in glucose-
6-fosfaat.
De vrije fosfaatgroep aan serine wordt op glucose-1-fosfaat gezet,
waardoor glucose-1,6-bisfosfaat ontstaat. Door hetzelfde enzym
wordt vervolgens de fosfaatgroep op posite 1 van glucose
1
,verwijderd. Dit zijn twee reversibele reactes, waarbij glucose-1-fosfaat neto wordt omgezet in glucose-6-
fosfaat.
Glycogeenopbouw
Glucose-6-fosfaat kan omgezet worden door fosfoglucomutase in
glucose-1-fosfaat. Glucose-1-fosfaat kan via uridylyltransferase en
glycogeen synthase omgezet worden in glycogeen.
Stap 1: Uridylyltransferase
Reacte: Glucose-1-fosfaat + UTP UDP-glucose + PPi.
Deze reacte is irreversibel, omdat de volgende reacte optreed: PPi
2 Pi. Deze reacte is irreversibel, wat de reacte ook irreversibel
maakt.
Doordat UDP gebonden is aan glucose, is glucose geactveerd.
Stap 2: Glycogeen synthase
Actvate van glucose is nodig om glucose via een -1,4-glycosidische
binding te koppelen aan glycogeen. Hierbij wordt UDP ontkoppeld.
UDP wordt via ATP weer omgezet tot UTP.
Branching enzym
Dit enzym kan -1,6-zijtakken aan de lineaire keten zeten. Het branching
enzym kan een deel van de lineaire keten afnippen en ergens anders aan
de lineaire keten vastmaken via een -1,6-glycosidische binding.
Regulering van glycogeenopbouw en -afraaa
Epinefrine heef efect in een cascade waarbij glycogeen omgezet wordt in
glucose.
Glucagon (van pancreas) en epinefrine (van bijnierschors) komen in het
bloed. Deze hormonen binden op receptoren van levercellen, waardoor in
de lever glucosevorming in gang wordt gezet. Dit kan op twee manieren:
Vanuit glycogeen glucose maken. Glycogenolyse.
Vanuit lactaat glucose maken. Gluconeogenese.
Zieates m.b.t. glycogeenhuishouding
Ziekte van Pompe
Er is een tekort aan -1,4-glucosidase. Dit is een ander enzym dan glycogeenfosforylase, maar heef
dezelfde werking. Het enzym functoneert in het lysosoom en breekt daar glycogeen af. Een tekort aan dit
enzym leidt tot stapeling van glycogeenkorrels in lysosoom. Deze ziekte is lethaal.
Ziekte van McArdle
Er is een glycogeenfosforylase defciënte.
Als iemand in rustoestand is, dan is er geen probleem. Als iemand arbeid gaat leveren, dan is er in eerste
instante een hoge hoeveelheid ADP (en weinig ATP) in de spiercel. Dit komt doordat het glycogeen in de
spiercel niet gemobiliseerd kan worden. Het kan daardoor niet gebruikt worden voor anaerobe of aerobe
dissimilate. Dit leidt tot kramp in de spier. Na verloop van tjd is de hoeveelheid ADP lager. Dit komt
2
, doordat dan glycogeen in de lever omgezet is tot glucose door een ander iso-enzym of andere
mechanismen in werking worden gezet om energie te maken. De kramp wordt daardoor minder.
Glycogeenvoorraden
In de lever is de glycogeenvoorraad voor de homeostase van glucose (glucostase). In de spier is de
glycogeenvoorraad alleen voor eigen gebruik. Dit komt doordat glucose-6-fosforylase (zet glucose-6-
fosfaat om tot glucose) alleen in de lever aanwezig is.
Pentosefosfaatpad
NADPH
Doel pentosefosfaatpad: NADPH vormen. Nodig voor reducte van organische moleculen (anabolisme).
Waar is NADPH voor nodig?
Vetzuursynthese.
Cholesterolsynthese.
Neurotransmitersynthese.
Nucleotdesynthese.
Detoxifcate van oxidateve moleculen: reducte van geoxideerd glutathion.
NADPH kan gemaakt worden uit het pentosefosfaatpad (waarbij uit een glucose een ribulose-5-fosfaat
wordt gevormd) en het malic enzym (speelt een rol bij de vetzuursynthese).
De elektronen in NADPH gaan voor een deel niet naar O2, maar vertegenwoordigen reducing power. Ze
worden gebruikt voor biosynthese. NADPH verliest H+ en H-. Deze binden aan koolstofatomen.
Penetosefosfaatpad in stappen
Het pentosefosfaatpad bestaat uit een oxidatef en een
niet-oxidatef gedeelte.
Oxidateve gedeelte
In het oxidateve gedeelte wordt uit glucose-6-fosfaat
onder ontkoppeling van CO2 een ribulose-5-fosfaat en 2
NADPH gemaakt. Dit is een driestapsreacte. Glucose-6-
fosfaat kan worden gemaakt uit glucose, glycogeen en
lactaat.
Ribulose-5-fosfaat kan via fosfopentose-isomerase omgezet
worden in ribose-5-fosfaat. Dit kan gebruikt worden in DNA,
RNA, ATP, RAD, NAD+ en CoASH.
Niet-oxidateve gedeelte
Uit drie ribulose-5-fosfaat wordt via het niet-oxidateve
gedeelte twee fructose-6-fosfaat en n glyceraldehyde-
3-fosfaat gemaakt. Deze producten kunnen in de lever
gebruikt worden in de gluconeogenese. In de spieren
kunnen deze producten gebruikt worden in de glycolyse.
Functies pentosefosfaatpad
Producte NADPH voor reducteve syntheses.
3
Hoorcollege 6 – Glycogeenmetabolisme en pentosefosfaatpad (19-03-2018)
Glycogeenmetabolisme
Glucose-6-fosfaat kan o.a. gebruikt worden voor glycogeenmetabolisme en glycolyse. Een deel van het
glucose in ons voedsel wordt niet gebruikt voor de glycolyse, maar wordt opgeslagen in polymere vorm. Dit
kan in de lever en de spier.
Het grootste deel van de energieopslag is in de vorm van vet. Dit kan namelijk veel compacter dan in de
vorm van glycogeen.
Glycogeen
Kenmerken glycogeen:
Snel mobiliseerbaar in de vorm van glucose.
Vertakte polymeer van glucose met -1,4- en -1,6-glycosidische bindingen.
Opgeslagen in granulae in het cytosol. Er zit geen membraan
omheen.
Glycogeen wordt gevormd aan het eiwit glygogenine. Dit is de
eiwitkern van een glycogeenkorrel. Aan het uiteinde van de lineaire
keten en het uiteinde van de vertakte keten kan een glucose worden
ontkoppeld door enzymen.
Glycogeenafraaa
Glycogeen kan in twee stappen afgebroken worden tot glucose-6-
fosfaat. Glucose-6-fosfaat kan gebruikt worden voor:
Gluconeogenese in de lever.
Glycolyse in de spieren en hersenen.
Pentosefosfaatpad.
Stap 1: Glycogeenfosforylase
Glycogeenfosforylase (reversibel enzym) kan een suikereenheid
ontkoppelen van een uiteinde van glycogeen. Hierdoor ontstaat
glucose-1-fosfaat en glycogeen heef n suikereenheid minder.
LET OP! Zijketens kunnen afgesplitst worden via -1,6-glucosidase.
Voor deze reacte is H2O nodig. Er komt dan glucose vrij en
glycogeen heef n residu minder. Stap 2 wordt dan niet
uitgevoerd.
Stap 2: Fosfoglucomutase
Glucose-1-fosfaat wordt omgezet via fosfoglucomutase in glucose-
6-fosfaat.
De vrije fosfaatgroep aan serine wordt op glucose-1-fosfaat gezet,
waardoor glucose-1,6-bisfosfaat ontstaat. Door hetzelfde enzym
wordt vervolgens de fosfaatgroep op posite 1 van glucose
1
,verwijderd. Dit zijn twee reversibele reactes, waarbij glucose-1-fosfaat neto wordt omgezet in glucose-6-
fosfaat.
Glycogeenopbouw
Glucose-6-fosfaat kan omgezet worden door fosfoglucomutase in
glucose-1-fosfaat. Glucose-1-fosfaat kan via uridylyltransferase en
glycogeen synthase omgezet worden in glycogeen.
Stap 1: Uridylyltransferase
Reacte: Glucose-1-fosfaat + UTP UDP-glucose + PPi.
Deze reacte is irreversibel, omdat de volgende reacte optreed: PPi
2 Pi. Deze reacte is irreversibel, wat de reacte ook irreversibel
maakt.
Doordat UDP gebonden is aan glucose, is glucose geactveerd.
Stap 2: Glycogeen synthase
Actvate van glucose is nodig om glucose via een -1,4-glycosidische
binding te koppelen aan glycogeen. Hierbij wordt UDP ontkoppeld.
UDP wordt via ATP weer omgezet tot UTP.
Branching enzym
Dit enzym kan -1,6-zijtakken aan de lineaire keten zeten. Het branching
enzym kan een deel van de lineaire keten afnippen en ergens anders aan
de lineaire keten vastmaken via een -1,6-glycosidische binding.
Regulering van glycogeenopbouw en -afraaa
Epinefrine heef efect in een cascade waarbij glycogeen omgezet wordt in
glucose.
Glucagon (van pancreas) en epinefrine (van bijnierschors) komen in het
bloed. Deze hormonen binden op receptoren van levercellen, waardoor in
de lever glucosevorming in gang wordt gezet. Dit kan op twee manieren:
Vanuit glycogeen glucose maken. Glycogenolyse.
Vanuit lactaat glucose maken. Gluconeogenese.
Zieates m.b.t. glycogeenhuishouding
Ziekte van Pompe
Er is een tekort aan -1,4-glucosidase. Dit is een ander enzym dan glycogeenfosforylase, maar heef
dezelfde werking. Het enzym functoneert in het lysosoom en breekt daar glycogeen af. Een tekort aan dit
enzym leidt tot stapeling van glycogeenkorrels in lysosoom. Deze ziekte is lethaal.
Ziekte van McArdle
Er is een glycogeenfosforylase defciënte.
Als iemand in rustoestand is, dan is er geen probleem. Als iemand arbeid gaat leveren, dan is er in eerste
instante een hoge hoeveelheid ADP (en weinig ATP) in de spiercel. Dit komt doordat het glycogeen in de
spiercel niet gemobiliseerd kan worden. Het kan daardoor niet gebruikt worden voor anaerobe of aerobe
dissimilate. Dit leidt tot kramp in de spier. Na verloop van tjd is de hoeveelheid ADP lager. Dit komt
2
, doordat dan glycogeen in de lever omgezet is tot glucose door een ander iso-enzym of andere
mechanismen in werking worden gezet om energie te maken. De kramp wordt daardoor minder.
Glycogeenvoorraden
In de lever is de glycogeenvoorraad voor de homeostase van glucose (glucostase). In de spier is de
glycogeenvoorraad alleen voor eigen gebruik. Dit komt doordat glucose-6-fosforylase (zet glucose-6-
fosfaat om tot glucose) alleen in de lever aanwezig is.
Pentosefosfaatpad
NADPH
Doel pentosefosfaatpad: NADPH vormen. Nodig voor reducte van organische moleculen (anabolisme).
Waar is NADPH voor nodig?
Vetzuursynthese.
Cholesterolsynthese.
Neurotransmitersynthese.
Nucleotdesynthese.
Detoxifcate van oxidateve moleculen: reducte van geoxideerd glutathion.
NADPH kan gemaakt worden uit het pentosefosfaatpad (waarbij uit een glucose een ribulose-5-fosfaat
wordt gevormd) en het malic enzym (speelt een rol bij de vetzuursynthese).
De elektronen in NADPH gaan voor een deel niet naar O2, maar vertegenwoordigen reducing power. Ze
worden gebruikt voor biosynthese. NADPH verliest H+ en H-. Deze binden aan koolstofatomen.
Penetosefosfaatpad in stappen
Het pentosefosfaatpad bestaat uit een oxidatef en een
niet-oxidatef gedeelte.
Oxidateve gedeelte
In het oxidateve gedeelte wordt uit glucose-6-fosfaat
onder ontkoppeling van CO2 een ribulose-5-fosfaat en 2
NADPH gemaakt. Dit is een driestapsreacte. Glucose-6-
fosfaat kan worden gemaakt uit glucose, glycogeen en
lactaat.
Ribulose-5-fosfaat kan via fosfopentose-isomerase omgezet
worden in ribose-5-fosfaat. Dit kan gebruikt worden in DNA,
RNA, ATP, RAD, NAD+ en CoASH.
Niet-oxidateve gedeelte
Uit drie ribulose-5-fosfaat wordt via het niet-oxidateve
gedeelte twee fructose-6-fosfaat en n glyceraldehyde-
3-fosfaat gemaakt. Deze producten kunnen in de lever
gebruikt worden in de gluconeogenese. In de spieren
kunnen deze producten gebruikt worden in de glycolyse.
Functies pentosefosfaatpad
Producte NADPH voor reducteve syntheses.
3
