Il metabolismo del glicogeno: funzioni, degradazione e conversione

Funzioni del glicogeno nel corpo

Nel Muscolo: viene demolito per produrre ATP, ma possono essere consumate il 1h. Nel Fegato (epatico): serve a mantenere costante la glicemia (zucchero nel sangue). Le ramificazioni rendono il glicogeno solubile nel citosol. Il numero di estremità riducenti è pari a n+1, dove n sono le ramificazioni. Il glicogeno esogeno viene degradato nella saliva e nel pancreas dove abbiamo l’enzima alfa-amilasi che scinde i legami 1-4 (non rompe tutto ma produce frammenti più piccoli detti maltodestrine), mentre l’alfa-destrinasi scinde i legami 1-6 delle ramificazioni. I prodotti sono maltosio e isomaltosio.

Ruolo degli enzimi nella degradazione

Per la degradazione abbiamo bisogno di 3 enzimi:

Glicogeno Fosforilasi: questo enzima scinde il polimero di glicogeno in tanti glucosio, rompendo il legame alfa 1-4. Si serve di una reazione fosforolitica (usa fosfato inorganico invece che acqua), perché rompe il legame inserendo una molecola di Pi. Otteniamo il glucosio-1-fosfato, ed è un vantaggio perché abbiamo il glucosio già attivato (col fosfato) e non utilizzeremo ATP per attivarlo. Il cofattore di questo enzima è la PLP (piridossal fosfato) che svolge un ruolo atipico perché invece di fare la solita transaminazione, rompe il legame. (Impara a scrivere le 3 molecole di glucosio del glicogeno). Enzima Deramificante: La glicogeno fosforilasi si ferma quando arriva a 4 residui di distanza da una ramificazione. Qui interviene l'enzima deramificante che con la sua attività transferasi prende 3 dei 4 residui rimasti e li sposta su una catena lineare vicina. Dopodiché con la sua attività idrolitica rompe l'ultimo legame 1-6 della ramificazione tramite idrolisi, quindi si libera glucosio libero, non fosforilato.

Conversione del glucosio-1-fosfato

Fosfoglucomutasi: il glucosio 1-fosfato non può entrare direttamente nella glicolisi né essere liberato come glucosio libero. Deve perciò essere trasformato in Glucosio 6-fosfato.

L'enzima Fosfoglucomutasi sposta il fosfato dal carbonio 1 al carbonio 6. Usa un residuo di Serina nel suo sito attivo per fare questo "scambio". Infatti la serina è sempre in forma fosforilata, quindi quello che fa è mettere il suo fosfato in posizione 6 del glucosio e si prende il fosfato in posizione 1 del glucosio.

Destini del glucosio-6-fosfato

Ora questo glucosio-6-fosfato che abbiamo ottenuto può avere diversi destini: Nel fegato: sulla membrana del RE delle cellule epatiche abbiamo la Glucosio 6-fosfatasi, che rimuove il fosfato e lascia passare il glucosio libero mediante il trasportatore GLUT2. Nel muscolo: non ha la Glucosio 6-fosfatasi, quindi tutto il glucosio che libera dal glicogeno resta dentro la cellula. Il G6P entra immediatamente nella via della glicolisi per produrre ATP velocemente. Può seguire sia la via della Lattato per contrazioni rapide, sia procedere in un secondo momento verso l’ossidazione completa nel mitocondrio. Nel muscolo abbiamo anche il sistema creatina-fosfocreatina che può in qualsiasi momento fornire il fosfato all’ADP per produrre ATP, in caso in cui serve ATP nell’immediato.