Гликоген формула структурная: Гликоген, вещество, синтез и расщепление

26.06.2023 0 Разное

Содержание

Гликоген, вещество, синтез и расщепление

Гликоген, вещество, синтез и расщепление.

Гликоген – полисахарид со сложным строением, образованный остатками глюкозы, соединёнными α-(1→4) гликозидными связями, а в местах разветвления – α-(1→6) гликозидными связями.

Гликоген, формула, молекула, строение, состав, вещество

Гликоген в организме. Биологическая роль гликогена. Синтез и расщепление гликогена

Физические свойства гликогена

Химические свойства гликогена. Химические реакции (уравнения) гликогена

Гликоген, формула, молекула, строение, состав, вещество:

Гликоген – полисахарид со сложным строением, образованный остатками глюкозы, соединёнными α-(1→4) гликозидными связями, а в местах разветвления – α-(1→6) гликозидными связями.

Гликоген представляет собой разветвленный биополимер, состоящий из линейных цепей глюкозных остатков с дальнейшими цепями, разветвляющимися  каждый 8-12 остатков глюкоз или около того. Остатки глюкозы связаны линейно с помощью α-(1→4) глюкозидных связей от одной глюкозы к следующей. Ветви связаны с цепями, от которых они отделяются глюкозидными связями α-(1→6) между первой глюкозой новой ветви и глюкозой в цепочке стволовых клеток. Ядро биополимера состоит из гликогенинового белка.

Рис. 1. Строение гликогена (в центре — молекула гликогенина)

@ https://ru.wikipedia.org/wiki/Гликоген

Гликоген – это многоразветвленный полисахарид глюкозы, который служит формой накопления энергии у животных, грибов и бактерий.

В клетках животных гликоген служит основным запасным углеводом и основной формой хранения глюкозы в организме.

Гликоген иногда называют животным крахмалом, так как его строение похоже на амилопектин – компонент растительного крахмала. Гликоген отличается от крахмала более разветвлённой и компактной структурой и не дает синего цвета при окраске йодом. Водные растворы гликогена окрашиваются йодом в фиолетово-коричневый, фиолетово-красный цвет.

Химическая формула гликогена (C6H10O5)n.

Строение молекулы гликогена, структурная формула гликогена:

Гликоген содержит от 6 000 до 30 000 остатков глюкозы.

По внешнему виду гликоген представляет собой белое аморфное вещество без вкуса и запаха.

Гликоген растворяется в воде.

Гликоген в организме. Биологическая роль гликогена. Синтез и расщепление гликогена:

Гликоген функционирует как одна из двух форм долгосрочных энергетических резервов животного организма, причем другая форма – это триглицериды, которые хранятся в жировой ткани (т.е. жировые отложения).

Гликоген образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы. Гликогеновый запас, однако, не столь ёмок в калориях на грамм, как запас триглицеридов (жиров).

Гликоген содержится во всех клетках и тканях организма животного в двух формах: стабильный гликоген, прочно связанный в комплексе с белками, и лабильный в виде гранул, прозрачных капель в цитоплазме в клетках многих типов.

У человека гликоген вырабатывается и хранится преимущественно в клетках печени (гепатоцитах) и скелетных мышцах. В клетках печени гликоген может составлять 5-6 % от массы органа, а печень взрослого человека весом 1,5 кг может хранить примерно 100-120 граммов гликогена. В скелетных мышцах гликоген находится в меньшей концентрации – 1-2 % от массы мышцы. В скелетных мышцах взрослого человека весом 70 кг хранится примерно 400 граммов гликогена. Количество гликогена, хранящегося в организме – особенно в мышцах и печени – в основном зависит от его физической подготовки, метаболизма и привычек питания. Однако только гликоген, запасённый в клетках печени (гепатоцитах), может быть переработан в глюкозу для питания всего организма. В организм человека гликоген из клеток печени поступает через кровь. В то время как в скелетных мышцах гликоген перерабатывается в глюкозу исключительно для локального потребления. Небольшие количества гликогена также присутствуют в других тканях и клетках организма, в том числе в почках, эритроцитах, лейкоцитах и глиальных клетках в головном мозге.

При недостатке в организме глюкозы гликоген под воздействием ферментов расщепляется до глюкозы, которая поступает в кровь. И наоборот, излишки глюкозы запасаются в виде гликогена. Регуляция синтеза и распада гликогена осуществляется нервной системой и гормонами.

Гликоген печени служит прежде всего для поддержания более или менее постоянного уровня глюкозы в крови, а гликоген мышц, наоборот, не участвует в регуляции уровня глюкозы в крови. В связи с этим колебания уровня гликогена в печени варьируются в широких пределах. При длительном голодании (например, через 12-18 часов после приема пищи) уровень гликогена в печени падает до нуля. Содержание мышечного гликогена заметно снижается после продолжительной и напряженной физической работы.

Следует иметь в виду, что запасы гликогена в мышцах ограничены. Результатом недостатка гликогена может быть усталость и снижение выносливости.

Физические свойства гликогена:

Наименование параметра:Значение:
Цветбелый
Запахбез запаха
Вкусбез вкуса
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.)твердое аморфное вещество

Химические свойства гликогена. Химические реакции (уравнения) гликогена:

Основные химические реакции гликогена следующие:

  1. 1. реакция гидролиза гликогена в кислой среде:

(C6H10O5)n → (C6H10O5)y → C6H12O6 (H2O, Н+).

Важнейшее свойство гликогена – способность подвергаться гидролизу в водных растворах кислот.

Гидролиз протекает ступенчато. Из гликогена ((C

6H10O5)n) сначала образуется декстрин ((C6H10O5)y, при этом y < n), который гидролизуется до глюкозы (С6Н12O6).

  1. 2. качественная реакция на гликоген (реакция гликогена с йодом):  

В результате реакции раствора гликогена с раствором йода происходит окрашивание гликогена в фиолетово-коричневый, фиолетово-красный цвет.

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Гликоген

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com, https://ru.wikipedia.org/wiki/Гликоген

карта сайта

Коэффициент востребованности 0

Ссылка на источник

Читайте также

что это такое, структурная формула, процесс окисления, химические свойства, применение

Глюкоза в химии 

Способ получения глюкозы в промышленности был запатентован 1923 году в США Уильямом Б.  Ньюкирком. Особенность способа — в тщательном контроле условий кристаллизации, благодаря чему глюкоза выпадала из раствора в виде чистых, крупных кристаллов. 

Определение, полная характеристика глюкозы

Определение 

Глюкоза (декстроза)  — кристаллическое вещество без запаха; органическое соединение, моносахарид (шестиатомный гидроксиальдегид, гексоза). Является одним из самых распространенных источников энергии в живых организмах.

Большая ее часть (около 70 %) подвергается в тканях медленному окислению, при этом выделяется энергия и образуются конечные продукты — углекислый газ и вода (процесс гликолиза):

Формула 

Глюкозное звено входит в состав полисахаридов (целлюлоза, крахмал, гликоген) и ряда дисахаридов (мальтозы, лактозы и сахарозы), быстро расщепляемые в пищеварительном тракте на мономеры. 

Структурная формула, химические свойства

Строение молекулы

Раствор глюкозы не дает окрашивания с фуксинсернистой кислотой, являющейся реактивом для обнаружения альдегидов. О строении молекулы глюкозы стало известно благодаря опытным данным. Она реагирует с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфиры с содержанием от 1 до 5 остатков кислоты.

Смесь раствора глюкозы с гидроксидом меди (II) дает растворимый осадок, и образуется ярко-синий раствор соединения меди, т. е. произойдет качественная реакция на многоатомные спирты. Следовательно, глюкоза — многоатомный спирт.

Если подогреть полученный раствор, то вновь выпадет осадок, но уже красноватого цвета, т. е. произойдет качественная реакция на альдегиды. Аналогично, если нагреть раствор глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра, то произойдет реакция «серебряного зеркала». Следовательно, глюкоза одновременно — многоатомный спирт и альдегид/альдегидоспирт. 

Всего в молекуле глюкозы шесть атомов углерода, один атом входит в состав альдегидной группы. Остальные пять атомов связываются с пятью гидроксигруппами. Атомы водорода распределяются с учетом четырехвалентности углерода.

Достоверно известно о наличии в растворе глюкозы помимо линейных (альдегидных), молекул циклического строения, из которых состоит кристаллическая глюкоза.

Циклическая формула наряду с порядком связи атомов показывает их расположение в пространстве. 

В результате взаимодействия первого и пятого атомов углерода появляется новая гидроксигруппа у первого атома, которая выбирает в пространстве два положения: над и под плоскостью цикла, а потому возможны две циклические формы глюкозы:

  1. α-форма глюкозы — гидроксильные группы при первом и втором атомах углерода расположены по одну сторону кольца молекулы.
  2. β-форма глюкозы — гидроксильные группы находятся по разные стороны кольца молекулы.

В растворе более устойчива β-форма. Их взаимопревращение происходит через промежуточное образование альдегидной формы. 

Химические свойства глюкозы 

Химические свойства глюкозы, как и любого другого органического вещества, определяются ее строением. Для нее характерны свойства и альдегидов, и многоатомных спиртов. 

Реакции глюкозы как многоатомного спирта

Глюкоза дает качественную реакцию многоатомных спиртов — со свежеполученным гидроксидом меди (II), образуя ярко-синий раствор соединения меди (II).  

Глюкоза, подобно спиртам, может образовать сложные эфиры. 

Реакции глюкозы как альдегида 

Окисление альдегидной группы

Глюкоза как альдегид способна окисляться в соответствующую (глюконовую) кислоту и давать качественные реакции альдегидов.

 

Реакция со свежеполученным гидроксидом меди (II) при нагревании:

Восстановление альдегидной группы

Глюкоза может восстанавливаться в соответствующий спирт (сорбит):

 Реакция брожения

Эти реакции протекают под действием особых биологических катализаторов белковой природы — ферментов. Из различных видов брожения отметим:

1. Спиртовое брожение 

2. Молочнокислое брожение.

Особенности процесса окисления глюкозы 

В водном растворе глюкозы в динамическом равновесии находятся три ее изомерные формы:

  • циклическая α-форма;
  • линейная (альдегидная) форма;
  • циклическая β-форма.

В установившемся динамическом равновесии больше всего β-формы (около 63 %), так как она энергетически предпочтительнее. Количество линейной формы очень мало (всего около 0.0026 %).

Динамическое равновесие можно сместить. При взаимодействии глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра (при нагревании) количество ее альдегидной формы, которой в растворе очень мало, пополняется все время за счет циклических форм, и глюкоза полностью подвергается окислению до глюконовой кислоты.

Изомером альдегидоспирта глюкозы является кетоноспирт — фруктоза

Важно, что процесс окисления протекает постепенно, через последовательные стадии. 

Применение глюкозы 

Глюкоза — основной источник энергии в живой клетке, поэтому она широко применяется в медицине при лечении различных заболеваний, особенно при общем истощении организма. Чтобы превратиться в энергию, глюкозе нужно пройти путь, который не бывает одинаковым и зависит от определенных условий.

Таким образом, разделяют 2 разных вида ее превращения.

  1. Первый — аэробный, в данном случае при достаточном уровне кислорода пировиноградная кислота преобразуется в фермент, принимающий участие в катаболизме и образовании разных веществ.
  2. Второй путь — анаэробный. Данный случай рассматривается при недостатке кислорода, и в этой ситуации распад пировиноградной кислоты происходит совместно с выделением молочной. Из-за нее наблюдаются болевые ощущения в мышцах.

Полученный восстановлением глюкозы сорбит используют при диабете в качестве заменителя сахара.

Польза и вред от глюкозы 

Примечание

Этот альдегид может быть применен в медицине при пищевом отравлении либо инфекциях. В данном случае его вводят при помощи капельницы внутривенным путем. Глюкоза является универсальным антитоксическим средством.

Растворы глюкозы применяются в качестве питательной среды для размножения кормовых дрожжей. Спиртовым брожением глюкозы получают пищевой этиловый спирт.

Реакция «серебряного зеркала» глюкозы используется при изготовлении зеркальных поверхностей и елочных украшений. В текстильной промышленности глюкоза используется для отделки тканей. Для всех этих целей глюкозу получают из крахмала, подвергая его гидролизу в присутствии минеральных кислот.

Глюкоза необходима для выработки энергии в организме, но при этом в прямом смысле токсична в случае передозировки. Поэтому организмом предусмотрены меры самозащиты. 

При повышении глюкозы крови вырабатывается инсулин, который помогает клеткам ее усвоить. Лишнее оседает в печени и преобразуется в гликоген. Если избыток все еще остается, он резервируется в виде жира.

Что произойдет, если система даст сбой, и инсулин перестанет вырабатываться?

  1. Клетки недоедают. Мозг получает сигналы о недостатке питания. Результат — чувство голода, тяга к сладкому.
  2. В крови образуется каждый день повышенное количество глюкозы. Избыток гликогена может привести к развитию сахарного диабета и метаболического синдрома.
  3. Развивается ожирение.
  4. В тяжелых и запущенных случаях организм перестает справляться с функциями и наступает летальный исход от осложнений (переставших функционировать органов).

Поэтому, необходимо контролировать уровень глюкозы в крови на протяжении всей жизни. Особенно, если есть генетическая предрасположенность к диабетическим заболеваниям. 

Недавний прогресс в изучении структуры гликогена, служащего долговременным резервом энергии у бактерий общий предок сестринских отрядов Enterobacteriales и Pasteurellales. PLoS ONE 10:e0115516. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0115516

Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Bains G (2012) Исследование аллостерических сайтов Agrobacterium tumefaciens АДФ-глюкозопирофосфорилазы. Калифорнийский государственный университет, Фуллертон

    Google Scholar

  • Bequer Urbano S, Albarracin VH, Ordonez OF, Farias ME, Alvarez HM (2013) Накопление липидов в высокогорных экстремофилах Андских озер и их мобилизация в условиях стресса у Rhodococcus sp. A5, актинобактерия, устойчивая к ультрафиолетовому излучению. Экстремофилы 17: 217–227. https://doi.org/10.1007/s00792-012-0508-2

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Bornemann S (2016) Биосинтез α-глюкана и путь GlgE в Mycobacterium tuberculosis . Biochem Soc Trans 44: 68–73. https://doi.org/10.1042/bst20150181

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Bourassa L, Camilli A (2009) Гликоген способствует сохранению в окружающей среде и передаче Холерный вибрион . Мол микробиол 72:124–138. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.2009.06629.x

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Чандра Г., Чатер К.Ф., Борнеманн С. (2011)Неожиданные и широко распространенные связи между бактериальным гликогеном и метаболизмом трегалозы. Микробиология 157: 1565–1572. https://doi.org/10.1099/mic.0.044263-0

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Chargaff E, Moore DH (1944) О бактериальном гликогене: выделение из птичьих туберкулезных бацилл полиглюкозана с очень высокой массой частиц.

    J Biol Chem 155:493–501

    CAS Google Scholar

  • Dalmasso M et al (2012) Накопление внутриклеточного гликогена и трегалозы Propionibacterium freudenreichii в условиях, имитирующих созревание сыра на холоде. Appl Environ Microbiol 78:6357–6364. https://doi.org/10.1128/aem.00561-12

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Dauvillee D et al (2005) Роль гена glgX Escherichia coli в метаболизме гликогена. J Bacteriol 187: 1465–1473. https://doi.org/10.1128/jb.187.4.1465-1473.2005

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Дэн Б., Салливан М.А., Ву А.С., Ли Дж., Чен С., Гилберт Р.Г. (2015) Механизм остановки роста цепи и общей молекулы в сложных разветвленных полимерах на примере гликогена. Биомакромоль 16: 1870–1872. https://doi.org/10. 1021/acs.biomac.5b00459

    Артикул КАС Google Scholar

  • Dinadayala P, Sambou T, Daffe M, Lemassu A (2008) Сравнительный структурный анализ α-глюкана и гликогена из Mycobacterium bovis . Гликобиология 18: 502–508. https://doi.org/10.1093/glycob/cwn031

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Диппель Р., Бергмиллер Т., Бом А., Боос В. (2005) Мальтодекстриновая система Escherichia coli : гликогеновая эндогенная индукция и осморегуляция. Дж. Бактериол 187:8332–8339. https://doi.org/10.1128/jb.187.24.8332-8339.2005

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Эльбейн А.Д. (2003) Новое понимание трегалозы: многофункциональная молекула. Гликобиология 13:17R–27R. https://doi.org/10.1093/glycob/cwg047

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Erlander SR, French D (1958) Кислотный гидролиз и молекулярная масса различных кукурузных амилопектинов и гликогена. J Polym Sci 32: 291–316. https://doi.org/10.1002/pol.1958.1203212503

    Артикул КАС Google Scholar

  • Eydallin G, Viale AM, Moran-Zorzano MT, Munoz FJ, Montero M, Baroja-Fernandez E, Pozueta-Romero J (2007) Полногеномный скрининг генов, влияющих на метаболизм гликогена в Escherichia coli К-12. FEBS Lett 581: 2947–2953. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2007.05.044

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Eydallin G et al (2010) Полногеномный скрининг генов, усиленная экспрессия которых влияет на накопление гликогена в Escherichia coli . Рез. ДНК 17:61–71. https://doi.org/10.1093/dnares/dsp028

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Feng L, Fawaz R, Hovde S, Gilbert L, Chiou J, Geiger JH (2015) Кристаллические структуры разветвляющегося фермента Escherichia coli в комплексе с линейными олигосахаридами.

    Биохимия 54: 6207–6218. https://doi.org/10.1021/acs.biochem.5b00228

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Fung T, Kwong N, van der Zwan T, Wu M (2013) Остаточный метаболизм гликогена в Escherichia coli специфичен для лимитирующего макроэлемента и варьируется в течение стационарной фазы. J Exp Microbiol Immunol 17:83–87

    Google Scholar

  • Гафури З., Расули М. (2016) При экстракции гликогена в легких условиях отсутствует фракция AIG. Eur Rev Med Pharmacol Sci 20:4918–4921

    CAS пабмед Google Scholar

  • Gilbert RG, Sullivan MA (2014) Распределение гликогена по размерам молекул и его значение для диабета. Aust J Chem 67: 538–543. https://doi.org/10.1071/ch23573

    Артикул КАС Google Scholar

  • Gilbert RG, Wu AC, Sullivan MA, Sumarriva GE, Ersch N, Hasjim J (2013) Улучшение здоровья человека за счет понимания сложной структуры полимеров глюкозы. Анальный Биоанал Химия 405:8969–8980. https://doi.org/10.1007/s00216-013-7129-1

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Goh YJ, Klaenhammer TR (2013) Функциональный путь биосинтеза гликогена в Lactobacillus acidophilus : экспрессия и анализ оперона glg. Мол микробиол 89:1187–1200. https://doi.org/10.1111/mmi.12338

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Goh YJ, Klaenhammer TR (2014) Изучение метаболизма гликогена в Lactobacillus acidophilus : влияние на углеводный обмен, стрессоустойчивость и задержку кишечника. Microb Cell Fact 13:1–12

    Артикул Google Scholar

  • Gong J, Forsberg CW (1993) Разделение наружных и цитоплазматических мембран Fibrobacter succinogenes и местонахождение мембранных и гликогеновых гранул гликаназ и целлобиазы. Дж. Бактериол 175:6810–6821. https://doi.org/10.1128/jb.175.21.6810-6821.1993

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Grundel M, Scheunemann R, Lockau W, Zilliges Y (2012) Нарушение синтеза гликогена вызывает реакции метаболического переполнения и влияет на реакцию на стресс у цианобактерий Synechocystis sp PCC 6803. Microbiology 158:3032–3043. https://doi.org/10.1099/mic.0.062950-0

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Gunja-Smith Z, Marshall JJ, Mercier C, Smith EE, Whelan WJ (1970) Пересмотр модели гликогена и амилопектина Мейера-Бернфельда. Письмо FEBS 12: 101–104. https://doi.org/10.1016/0014-5793(70)80573-7

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Гупта А.К., Сингх А., Сингх С. (2017) Гликоген как ключевой источник энергии и, возможно, ответственный за множественную лекарственную устойчивость у Mycobacterium tuberculosis . В: Арора Г., Саджид А., Калия В.К. (ред.) Лекарственная устойчивость бактерий, грибков, малярии и рака. Спрингер, Чам, стр. 263–285. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48683-3_11

    Глава Google Scholar

  • Han AR, Lee YJ, Wang T, Kim JW (2018) Метаболизм гликогена у Vibrio vulnificus , пораженных malP и malQ. Microbiol Biotechnol Lett 46:29–39. https://doi.org/10.4014/mbl.1801.01002

    Артикул Google Scholar

  • Hanashiro I, Abe J-i, Hizukuri S (1996) Периодическое распределение длины цепи амилопектина, выявленное с помощью высокоэффективной анионообменной хроматографии. Углеводы Рез 283: 151–159. https://doi.org/10.1016/0008-6215(95)00408-4

    Артикул КАС Google Scholar

  • Hicks J, Wartchow E, Mierau G (2011)Болезни накопления гликогена: краткий обзор и обновленная информация о клинических особенностях, генетических аномалиях, патологических особенностях и лечении. Ультраструктура Патол 35: 183–196. https://doi.org/10.3109/01913123.2011.601404

    Артикул пабмед Google Scholar

  • Hu Z et al (2018)Суточные изменения молекулярной структуры гликогена у здоровых мышей и мышей с диабетом. Карбогидр Полим 185: 145–152. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.01.003

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Jo HJ, Park S, Jeong HG, Kim JW, Park JT (2015) Vibrio vulnificus Фермент разветвления гликогена предпочтительно переносит очень короткие цепи: домен N1 определяет длину передаваемой цепи. FEBS Письмо 589: 1089–1094. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2015.03.011

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Kamio Y, Terawaki Y, Nakajima T, Matsuda K (2014) Структура гликогена, вырабатываемого Selenomonas ruminantium . Agric Biol Chem 45: 209–216. https://doi.org/10.1080/00021369.1981.10864484

    Артикул Google Scholar

  • Khadem AF, van Teeseling MCF, van Niftrik L, Jetten MSM, Op den Camp HJM, Pol A (2012) Геномный и физиологический анализ хранения углерода у веррукомикробного метанотрофа «Ca. Methylacidiphilum fumariolicum ” SolV. Front Microbiol 3:1–10. https://doi.org/10.3389/fmicb.2012.00345

    Артикул Google Scholar

  • Клотц А., Форчхаммер К. (2017) Гликоген, важный фактор выживания бактерий и пробуждения их от состояния покоя. Future Microbiol 12: 101–104. https://doi.org/10.2217/fmb-2016-0218

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Лайдиг К.Е. (1991) Энергетика углеводородного разветвления. J Phys Chem 95:7709–7713. https://doi.org/10.1021/j100173a029

    Артикул КАС Google Scholar

  • Lee S, Cantarel B, Henrissat B, Gevers D, Birren BW, Huttenhower C, Ko G (2014) Направленный на гены метагеномный анализ профилей генов глюкан-ветвящихся ферментов среди фекальной микробиоты человека и животных. ИСМЕ J 8: 493–503. https://doi.org/10.1038/ismej.2013.167

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Лернер А., Кастро-Совински С., Лернер Х., Окон Ю., Бурдман С. (2009) Гликогенфосфорилаза участвует в стрессоустойчивости и формировании биопленки у Azospirillum brasilense Sp7. FEMS Microbiol Lett 300: 75–82. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2009.01773.x

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Machtey M, Kuhn ML, Flasch DA, Aleanzi M, Ballicora MA, Iglesias AA (2012) Анализ метаболизма гликогена у хемолитоавтотрофных бактерий на основе отличительных кинетических и регуляторных свойств АДФ-глюкозопирофосфорилазы из Nitrosomonas europaea . J Bacteriol 194:6056–6065. https://doi.org/10.1128/jb.00810-12

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Martinez-Garcia M, Stuart MC, van der Maarel MJ (2016) Характеристика высокоразветвленного гликогена термоацидофильной красной микроводоросли Galdieria sulphuraria и сравнение с другими гликогенами. Int J Biol Macromol 89: 12–18. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.04.051

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Martinez-Garcia M, Kormpa A, van der Maarel M (2017) Гликоген Galdieria sulphuraria в качестве альтернативы крахмалу для производства медленно усваиваемых и устойчивых полимеров глюкозы. Карбогидр Полим 169: 75–82. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.04.004

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Maruta K et al (1996) Клонирование и секвенирование группы генов, кодирующих новые ферменты биосинтеза трегалозы из термофильных архебактерий Sulfolobus acidocaldarius . Biochim Biophys Acta Gen Subj 1291: 177–181. https://doi.org/10.1016/s0304-4165(96)00082-7

    Артикул КАС Google Scholar

  • Мацуи М., Какута М., Мисаки А. (1993) Сравнение распределения единичных цепей гликогенов из разных биологических источников, выявленное с помощью анионообменной хроматографии. Biosci Biotechnol Biochem 57: 623–627. https://doi.org/10.1271/bbb.57.623

    Артикул КАС Google Scholar

  • Мелендес-Хевиа Э., Уодделл Т.Г., Шелтон Э.Д. (1993) Оптимизация молекулярного дизайна в эволюции метаболизма: молекула гликогена. Биохим J 295:477–483

    Статья КАС Google Scholar

  • Milani C et al (2015) Бифидобактерии проявляют социальное поведение посредством совместного использования углеводных ресурсов в кишечнике. Научный отчет 5:15782. https://doi.org/10.1038/srep15782

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Morin M, Ropers D, Cinquemani E, Portais JC, Enjalbert B, Cocaign-Bousquet M (2017) Система Csr регулирует Escherichia coli фитнес, контролируя накопление гликогена и уровень энергии. мБио 8:1–14. https://doi.org/10.1128/mBio.01628-17

    Артикул Google Scholar

  • Orrell SA, Bueding E (1964) Сравнение продуктов, полученных различными способами, используемыми для экстракции гликогена. J Biol Chem 239:4021–4026

    CAS пабмед Google Scholar

  • Park KH (2015) Роль ферментов в метаболизме и расщеплении гликогена в Escherichia coli . J Appl Glycosci 62:9

    Статья Google Scholar

  • Park JT et al (2011) Роль ферментов мальтозы в синтезе гликогена Escherichia coli . J Bacteriol 193: 2517–2526. https://doi.org/10.1128/jb.01238-10

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Пауэлл П.О., Салливан М.А., Шихи Дж.Дж., Шульц Б.Л., Уоррен Ф.Дж., Гилберт Р.Г. (2015)Кислотный гидролиз и молекулярная плотность фитогликогена и гликогена печени помогают понять связь в гликогене α (композитных) частицах. ПЛОС ОДИН. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0121337

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Prats C, Graham TE, Shearer J (2018) Динамическая жизнь гранулы гликогена. Дж Биол Хим 293: 7089–7098. https://doi.org/10.1074/jbc.R117.802843

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Rahimpour M et al (2013) GlgS, ранее описанный как белок, контролирующий синтез гликогена, отрицательно регулирует подвижность и образование биопленки у Escherichia coli . Биохим J 452: 559–573. https://doi.org/10.1042/BJ20130154

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Расули М., Шокри-Афра Х., Остовар-Равари А. (2015) Новый протокол для разделения кислоторастворимых и нерастворимых фракций от общего гликогена и одновременных измерений. Eur Rev Med Pharmacol Sci 19:1785–1789

    CAS пабмед Google Scholar

  • Reina-Bueno M, Argandoña M, Nieto JJ, Hidalgo-García A, Iglesias-Guerra F, Delgado MJ, Vargas C (2012) Роль трегалозы в устойчивости почвенных бактерий к жаре и высыханию Rhizobium etli . БМС микробиол. https://doi.org/10.1186/1471-2180-12-207

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Seibold GM, Eikmanns BJ (2013) Инактивация гена фосфоглюкомутазы pgm в Corynebacterium glutamicum влияет на форму клеток и метаболизм гликогена. Представитель Biosci https://doi.org/10.1042/BSR20130076

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Serafini MT, Alemany M (1987) Микрометод ферментативной оценки степени разветвления гликогена. J Biochem Biophys Methods 15:33–39. https://doi.org/10.1016/0165-022x(87)

    -1

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Stapleton D et al (2010) Анализ белков, связанных с гликогеном печени. Протеомика 10:2320–2329. https://doi.org/10.1002/pmic.200

  • 8

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Stetten MR, Katzen HM, Stetten D Jr (1958) Сравнение гликогенов, выделенных кислотным и щелочным методами. J Biol Chem 232:475–488

    CAS пабмед Google Scholar

  • Sullivan MA et al (2011)Молекулярные структурные различия между диабетическим 2-м типом и здоровым гликогеном. Биомакромол 12:1983–1986. https://doi.org/10.1021/bm2006054

    Артикул КАС Google Scholar

  • Sullivan MA et al (2015) Метод быстрой экстракции гликогена из фиксированной формалином печени. Карбогидр Полим 118:9–15. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.11.005

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Sun Z et al (2015) Расширение биотехнологического потенциала лактобацилл посредством сравнительной геномики 213 штаммов и связанных с ними родов. Нат Коммуна 6:8322. https://doi.org/10.1038/ncomms9322

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Takado Y, Knott G, Humbel BM, Escrig S, Masoodi M, Meibom A, Comment A (2015) Визуализация метаболизма гликогена в печени и мозге в нанометровом масштабе. Наномедицина 11: 239–245. https://doi.org/10.1016/j.nano.2014.09.007

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Тан X, Салливан М.А., Гао Ф., Ли С., Шульц Б.Л., Гилберт Р.Г. (2016) Новый неразрушающий метод очистки гликогена. Карбогидр Полим 147: 165–170. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.04.009

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Тан X, Салливан М.А., Нада С.С., Дэн Б., Шульц Б.Л., Гилберт Р.Г. (2018)Протеомное исследование связывающего агента между β-частицами гликогена печени. САУ Омега 3: 3640–3645. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b00119

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Тавормина П.Л. и др. (2017) Голодание и восстановление у глубоководного метанотрофа Метилопрофундус осадочный . Мол микробиол 103:242–252. https://doi.org/10. 1111/mmi.13553

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Tian Z, Fauré A, Mori H, Matsuno H (2013) Идентификация ключевых регуляторов утилизации гликогена в E. coli на основе моделирования гибридной функциональной модели сети Петри. BMC Сист Биол. https://doi.org/10.1186/1752-0509-7-s6-s1

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Tytgat HL, Lebeer S (2014) Пристрастие к сладкому бактерий: общие темы в бактериальных гликоконъюгатах. Microbiol Mol Biol Rev 78: 372–417. https://doi.org/10.1128/MMBR.00007-14

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • von Zaluskowski PRA (2014) Метаболизм гликогена у Corynebacterium glutamicum: влияние факторов окружающей среды и метаболических нарушений. Университет Ульма, Ульм

    Google Scholar

  • Wallace RJ (1980) Цитоплазматический резервный полисахарид Selenomonas ruminantium . Appl Environ Microbiol 39:630–634

    Статья КАС Google Scholar

  • Wang L (2013) Изучение генетической основы гипотезы «сиди и жди»: устойчивость к абиотическому стрессу и механизмы накопления энергии. Университет Западной Австралии, Кроули

    Google Scholar

  • Wang L, Wise MJ (2011) Гликоген с короткой средней длиной цепи повышает устойчивость бактерий. Die Naturwissenschaften 98: 719–729. https://doi.org/10.1007/s00114-011-0832-x

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

  • Wang L, Regina A, Butardo VM Jr, Kosar-Hashemi B, Larroque O, Kahler CM, Wise MJ (2015) Влияние in situ прогрессивного N-конца все еще остается спорным укорочением фермента ветвления гликогена в Escherichia coli DH5alpha на структуру гликогена, накопление и жизнеспособность бактерий. БМС Микробиол 15:96. https://doi. org/10.1186/s12866-015-0421-9

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Wang L, Liu Z, Dai S, Yan J, Wise MJ (2017) Гипотеза «сиди и жди» в бактериальных патогенах: теоретическое исследование устойчивости и вирулентности. Фронт микробиол. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.02167

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Wang L, Liu Q, Du Y, Tang D, Wise M (2018) Оптимизированная среда с минимальным содержанием солей M9 для повышения скорости роста и накопления гликогена Escherichia coli DH5α. Microbiol Biotechnol Lett 46: 194–200. https://doi.org/10.4014/mbl.1804.04010

    Артикул Google Scholar

  • Wang L et al (2018) Модели распределения путей метаболизма полифосфатов и их связь с устойчивостью и вирулентностью бактерий. Фронт Микробиол 9:782. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00782

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Wang L et al (2019) Молекулярная структура гликогена в Escherichia coli . Биомакромоль. https://doi.org/10.1021/acs.biomac.9b00586

    Артикул Google Scholar

  • Wilson WA et al (2010) Регуляция метаболизма гликогена у дрожжей и бактерий. FEMS Microbiol Rev 34: 952–985. https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2010.00220.x

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google Scholar

  • Wolfrom ML, Lassettre EN, O’Neill AN (1951) Разложение гликогена до изомальтозы1. J Am Chem Soc 73: 595–599. https://doi.org/10.1021/ja01146a028

    Артикул КАС Google Scholar

  • Wu AC, Li E, Gilbert RG (2014) Изучение процедур экстракции/растворения для анализа распределения длины цепи крахмала. Карбогидр Полим 114:36–42. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.08.001

    Артикул КАС пабмед Google Scholar

    • Структурные основы метаболизма гликогена у бактерий | Биохимический журнал

    Skip Nav Destination

    Обзорная статья| 31 июля 2019 г.

    Хавьер О. Сифуэнте;

    Наталья Комино;

    Беатрис Трастой;

    Сесилия Д’Анджело;

    Марсело Э. Герин

    Biochem J (2019) 476 (14): 2059–2092.

    https://doi.org/10.1042/BCJ20170558

    История статьи

    Получено:

    28 мая 2019 г.

    Редакция Получено:

    11 июля 2019 г.

    Принято:

    15 июля 2019 г.

    • Взгляды
      • Содержание артикула
      • Рисунки и таблицы
      • Видео
      • Аудио
      • Дополнительные данные
      • Экспертная оценка
    • Делиться
      • Фейсбук
      • Твиттер
      • LinkedIn
      • Электронная почта

    • Иконка Цитировать Цитировать

    • Получить разрешения

    Citation

    Хавьер О. Сифуэнте, Наталья Комино, Беатрис Трастой, Сесилия Д’Анджело, Марсело Э. Герин; Структурные основы обмена гликогена у бактерий. Biochem J 31 июля 2019 г.; 476 (14): 2059–2092. doi: https://doi.org/10.1042/BCJ20170558

    Скачать файл цитаты:

    • Ris (Zotero)
    • Менеджер ссылок
    • EasyBib
    • Подставки для книг
    • Менделей
    • Бумаги
    • КонецПримечание
    • РефВоркс
    • Бибтекс
    панель инструментов поиска

    Расширенный поиск

    Основной движущей силой естественного отбора является эволюция метаболических путей. В центре внимания такого процесса лежит структурная эволюция ферментативного аппарата, ответственного за центральный энергетический обмен. В частности, метаболизм гликогена появился, чтобы позволить организмам сохранять доступный в окружающей среде избыток углерода и энергии, используя специальные полимеры глюкозы в качестве отсека для хранения, который может быть мобилизован при будущем спросе. Истоки такого адаптивного преимущества зависят от приобретения ферментативной системы для биосинтеза и деградации гликогена, наряду с механизмами, уравновешивающими скорость сборки и разборки этого полисахарида, чтобы хранить и восстанавливать глюкозу в соответствии с потребностями клетки в энергии. Первый этап классического пути биосинтеза бактериального гликогена осуществляется аденозин-5′-дифосфат (АДФ)-глюкозопирофосфорилазой. Этот аллостерический фермент синтезирует АДФ-глюкозу и действует как точка регуляции. Второй этап осуществляется гликогенсинтазой, ферментом, который генерирует линейные α-(1→4)-связанные цепи глюкозы, тогда как третий этап, катализируемый разветвляющим ферментом, производит α-(1→6)-связанные глюкановые ответвления в полимер. Два фермента способствуют расщеплению гликогена: гликогенфосфорилаза, которая функционирует как фермент α-(1→4)-деполимеризации, и фермент деветвления, который катализирует удаление α-(1→6)-связанных разветвлений. В этой работе мы рационализируем структурные основы метаболизма гликогена у бактерий в свете современных знаний.

    Вам так же может понравиться...

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *