Тема № 3. Дослідження катаболізму та біосинтезу глікогену. Регуляція обміну глікогену, біосинтез глюкози – глюконеогенез.

Мета заняття: Знати механізми гормональної регуляції обміну глікогену в м’язах і печінці та засвоїти особливості реакцій синтезу й розпаду глікогену. Оволодіти основними принципами регуляції та особливостями перебігу реакцій глюконеогенезу.

Актуальність теми: Глікоген є основною молекулярною формою запасання вуглеводів в організмі людини і тварин, що акумулюється у вигляді внутрішньоклітинних гранул, переважно в печінці та м’язах. В організмі людини існують регуляторні механізми, що контролюють координовані зміни процесів синтезу та розпаду глікогену в умовах змін режимів харчування, переходу організму від стану спокою до активної діяльності.

Основну роль у регуляції реакцій глікогенолізу та глікогенезу відіграють ключові ферменти розщеплення та синтезу глікогену: глікогенфосфорилаза та глікогенсинтетаза. Контроль за їх активністю здійснюється шляхом ковалентної модифікації (фосфорилування – дефосфорилування) та частково – за механізмом алостеричної регуляції.

Конкретні завдання:

Ø Пояснювати особливості реакцій розпаду та біосинтезу глікогену.

Ø Аналізувати механізми гормональної регуляції обміну глікогену в м’язах та печінці.

Ø Пояснювати генетичні порушення метаболізму глікогену.

Ø Аналізувати особливості перебігу реакцій та субстрати глюконеогенезу.

Ø Пояснювати та вміти трактувати механізми регуляції глюконеогенезу.

Теоретичні питання

1. Особливості перебігу та механізм ферментативних реакцій глікогенезу.

2. Глікогеноліз, реакції спільні та відмінні із гліколізом.

3. Каскадні механізми АТФ-залежної регуляції активностей глікогенфосфорилази і глікогенсинтетази.

4. Особливості гормональної регуляції обміну глікогену в м’язах та печінці.

5. Спадкові порушення ферментів синтезу та розпаду глікогену. Глікогенози, аглікогенози, їх характеристика, причини виникнення.

6. Особливості метаболізму вуглеводних компонентів глікокон’югатів та генетичні порушення їх обміну.

7. Генетичні порушення метаболізму глікокон’югатів (глікозидози), мукополісахаридози, ревматизм.

8. Метаболічні шляхи та субстрати глюконеогенезу, механізми регуляції, компартменталізація ферментів, біологічне значення процесу.

9. Взаємозв’язок гліколізу та глюконеогенезу (цикл Корі). Незворотні реакції гліколізу та їх обхідні шляхи. Глюкозо-лактатний, глюкозо-аланіновий цикли.

10. Шляхи регуляції глюконеогенезу в організмі людини.

Практична робота

Дослід 1. Реакція на полісахариди.

Принцип методу. При взаємодії крохмалю з йодом утворюються комплексні адсорбційні сполуки, які забарвлюються в синій колір.

Матеріальне забезпечення: 1 %-й розчин крохмалю, розчин Люголю (розчин йоду в йодиді калію), штатив з пробірками, піпетки.

Хід роботи. В пробірку вносять 0,5 мл розчину крохмалю та додають 1-2 краплі розчину Люголя. Спостерігають появу синього забарвлення. Синє забарвлення пояснюється адсорбцією йоду крохмалем і утворенням комплексних сполук крохмалю з йодом.

Це можна виразити за допомогою схеми:

на холоді

(C₆H₁₀O₅)_n + I₂ (C₆H₁₀O₅)_n I₂

при нагріванні

Зробити висновок.