生物

グリコーゲン合成を図で分かりやすく解説

 

薬学生
グリコーゲン合成って何が重要??
そこまで複雑そうでは無いけど、ぱぱっと勉強したいな

本記事の内容

グリコーゲン合成は4つの反応でできる

国試で覚えるべき3つのポイント

グリコーゲンの合成を分かりやすく解説

エネルギー源であるグルコースを、貯蔵するためにグリコーゲン合成します。

肝臓と筋肉で行われます。

グルコースからグリコーゲンまでは反応が4つあります。

おさえるべきは

  • グリコーゲン合成にはエネルギー(UTP)が必要
  • UTPとグルコース-1-リン酸からUDP-グルコースができる
  • UDP-グルコースにグリコーゲンシンターゼが作用してグリコーゲン合成される

です。

エネルギーがあるうちにエネルギー(UTP)を使って、
グルコースを緊急時に備えてとっておこう!

という感じです。

ざっくりとした流れと、上記のポイントだけわかれば大丈夫です。

 

グリコーゲン合成は4つの反応

 材料であるグルコースからグリコーゲンができるまでには4つの過程があります。

特に大事なのが

③グルコース-1-リン酸→UDP-グルコース

④UDP-グルコースがグリコーゲンシンターぜによりグリコーゲンへ

です。

上記のポイントを中心に見ていきましょう。

①グルコ-ス→グルコース-6-リン酸

 最初の反応は

グルコース→グルコース-6-リン酸

への反応です。

これは解糖系の最初の反応と同じです。
ヘキソキナーゼによって触媒されます。

解糖系におけるポイントは不可逆、ATPが必要でしたね。

②グルコース-6-リン酸→グルコース-1-リン酸

グルコース-6-リン酸→グルコース-1-リン酸への反応は、

ホスホグルコムターぜという酵素で触媒されます。

ホスホ→リン酸化
グルコ→グルコース
ムターゼ→同一分子内の官能基を他の場所に移す酵素

この反応ではリン酸基が移されています。

 

③グルコース-1-リン酸→UDP-グルコース

「グルコース-1-リン酸→UDP-グルコース」ではUTPが必要です。

UTPはATPのアデニン(A)がウラシル(U)に変わったやつです。

UTPと反応することでグルコースは活性型となり、グリコーゲンにくっつけるようになります。

 

反応は、UDP-グルコースピロホスホリラーゼという酵素が触媒します。

④UDP-グルコース→グリコーゲン

国試的には

「UDP-グルコースがグリコーゲンシンターゼによりグリコーゲンを作る」

で十分です。

 

実際は、UDP-グルコースを使ってグリコーゲンを伸ばしていくが正しいです。

 

グリコーゲンを作るのに必要な酵素は2つです

  • グリコーゲンシンターゼ→グリコーゲン(鎖)にα1→4グリコシド結合でグルコースをくっつけていく→鎖を伸ばす
  • 分岐酵素→グリコーゲンの鎖を切って、別の場所に移動させて分岐させる(α1→6グリコシド結合)

イメージは↓の感じです。

グリコーゲンシンターゼはグリコーゲンにグルコースをつけていって伸ばしていく。

伸びたグリコーゲン鎖を切って他の所にくっつけ、分岐させるのが分岐酵素です。

⓪本当のグリコーゲンの始まりはグリコゲニンから

覚える必要は無いですが、気になるところが

始まりのグリコーゲンはどこから来たか?」です。

これはグリコゲニンというタンパク質からスタートします。

 

グリコゲニンはグリコーゲン合成のプライマー的な役割をします。

グリコゲニン自身にグルコースがついていきます。

ある程度グルコースがついて大きくなると、④グリコーゲンシンターゼと分岐酵素でUDP-グルコースをどんどんくっつけるようになります。

 

グリコーゲンが分岐しているのはエネルギー効率がいいから

 そもそもグリコーゲンをなぜ分岐させるかというと、短時間で効率よくグルコースを得られるからです。

グルコースはグリコーゲンの端っこから切れていきます。

そのため分岐が多いほうが直鎖状より効率よくグルコースを取り出せるという仕組みです。

まとめ

ポイント

  • グリコーゲン合成にはエネルギー(UTP)が必要
  • UTPとグルコース-1-リン酸からUDP-グルコースができる
  • UDP-グルコースにグルコースシンターゼが作用してグリコーゲン合成される

 

次はグリコーゲン分解を見ていきましょう!

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