Glikogen

Keratan rentas dua dimensi glikogen, dengan protein pusat, glikogenin di tengah-tengah.

Bahagian struktur glikogen

Glikogen ialah sejenis polimer glukosa dan merupakan karbohidrat simpanan yang terdapat dalam tisu haiwan dan mikroorganisma. Kira-kira 1-2% berat basah otot rangka dan 10% berat basah hati ialah glikogen.

Glikogen mempunyai struktur yang bercabang-cabang. Bilangan unit glukosa antara cabangan adalah antara hingga 10 unit. Pada titik cabang terdapat ikatan glikosida α-1:6. Unit-unit glukosa dalam satu rantai linear dihubungkan oleh ikatan glikosida α-1:4. Setiap cabangan luar mengandngi 12-18 unit glukosa.

Dalam molekul glikogen, terdapat hanya satu hujung penurun dan banyak hujung bukan penurun. Biasanya hujung penurun terdapat di bahagian dalaman molekul dan oleh itu glikogen tidak dapat menunjukkan sifat penurunan apabila diuji dengan larutan Fehling atau Benedict.

Sebanyak 93% daripada ikatan glikosida dalam molekul glikogen adalah jenis α-1:4, manakala 7% adalah ikatan glikosida jenis α-1:6.

Molekul glikogen biasa disintesiskan pada protein primer yang kemungkinannya ialah enzim glikogen sintase. Darjah percabangan dalam struktur glikogen adalah lebih tinggi jika dibandingkan dengan amilopektin kanji.

Metabolisme

Sintesis

Rencana utama: Glikogenesis

Sintesis glikogen adalah endergonik— ia memerlukan input tenaga. Tenaga sintesis glikogen berasal daripada uridina trifosfat (UTP) yang bertindak balas dengan glukosa 1-fosfat lalu membentuk UDP-glukosa, dalam tindak balas yang dimangkinkan oleh UTP—glukosa 1-fosfat uridiltransferase. Glikogen disintesis daripada monomer UDP-glukosa, pada mulanya oleh protein pusat glikogenin yang mempunyai dua tirosina penambat bagi hujung berpenurunan glikogen, kerana glikogenin ialah homodimer. Selepas kira-kira lapan molekul glukosa telah ditambah kepada tirosina, enzim glikogen sintase secara beransur-ansur memanjangkan rantai glikogen degngan UDP-glukosa, menambah glukosa dengan ikatan α(1→4) pada hujung rantai glikogen tak berpenurunan.

Enzim pencabang glikogen memangkinkan pemindahan serpihan terminal enam atau tujuh sisa glukosa daripada hujung tak berpenurunan ke kumpulan hidroksil C-6 glukosa sisa lebihan ke bahagian dalaman molekul glikogen. Enzim bercabang boleh bertindak hanya pada cabang yang mempunyai sekurang-kurangnya 11 sisa, dan enzim boleh berpindah ke rantai glukosa yang sama atau rantai glukosa bersebelahan.

Penguraian

Rencana utama: Glikogenolisis

Glikogen dibelah dari hujung rantai tak berpenurunan oleh enzim glikogen fosforilase untuk menghasilkan monomer glukosa-1 fosfat:

Action of glycogen phosphorylase on glycogen

In vivo, fosforolisis diteruskan dalam arah penguraian glikogen kerana nisbah fosfat dengan glokosa 1-fosfat biasanya lebih 100. Glukosa 1 fosfat kemudiannya ditukarkan kepada glukosa 6-fosfat (G6P) oleh fosfoglukomutase. Enzim nyahcabang khas diperlukan untuk mengeluarkan ikatan cabang α(1-6) dalam glikogen, dan membentuk semula rantai itu menjadi polimer linear. Monomer G6P terhasil akan mengalami tiga kemungkinan:

• G6P boleh diproses dalam glikolisis dan digunakan sebagai penghasil tenaga.
• G6P boleh memasuki laluan pentosa fosfat melalui enzim glukosa 6-fosfat dehidrogenase untuk menghasilkan NADPH dan gula lima karbon.
• Dalam hati dan buah pinggang, G6P boleh dinyahfosforilasi kembali kepada glukosa oleh enzim glukosa 6-fosfatase. Ini ialah langkah terakhir dalam laluan glukoneogenesis.