Hoofdstuk VII.pdf

# Glycogeenstructuur en -opslag Dit onderwerp behandelt de moleculaire opbouw van glycogeen, inclusief de specifieke bindingen tussen glucose-eenheden en hoe dit polymeer in cellen wordt opgeslagen. ### 1.1 Structuur van glycogeen Glycogeen is een polymeer van glucose dat dient als reservevorm van glucose in cellen. De moleculaire structuur kenmerkt zich door glucose-eenheden die met elkaar verbonden zijn via specifieke glycosidische bindingen [2](#page=2). #### 1.1.1 Glycosidische bindingen Er zijn twee hoofdtypen glycosidische bindingen die de glucose-eenheden in glycogeen met elkaar verbinden: * **α-1,4 bindingen**: Deze bindingen vormen de lineaire ketens van het glycogeenmolecuul [2](#page=2). * **α-1,6 bindingen**: Deze bindingen zorgen voor de vertakkingen in het glycogeenmolecuul. Er is een vertakking van glucose-eenheden elke ongeveer tien resten [2](#page=2). #### 1.1.2 Globulaire structuur Het complete glycogeenmolecuul heeft een sterk vertakte, globulaire (bolvormige) structuur. Een dergelijke granule kan tot wel ongeveer 30.000 glucose-eenheden bevatten. In het centrum van deze granule bevindt zich een kernproteïne genaamd glycogenine, die omringd wordt door de vertakte glucose-eenheden [1](#page=1) [2](#page=2). > **Tip:** De vertakte structuur van glycogeen is cruciaal voor de efficiënte opslag en snelle afgifte van glucose wanneer dat nodig is, omdat het meer eindpunten biedt voor enzymatische activiteit [2](#page=2). ### 1.2 Opslag van glycogeen Glycogeen wordt opgeslagen in de cytosol van cellen. Het verschijnt daar als korrelvormige structuren, ook wel granules genoemd. Deze granules hebben een diameter variërend van 100 tot 400 Ångstrom [3](#page=3). #### 1.2.1 Rol van granules De glycogeenkorrels (granules) zijn niet alleen opslagplaatsen, maar bevatten ook de enzymen die nodig zijn voor zowel de synthese (aanmaak) als de degradatie (afbraak) van glycogeen. Dit zorgt voor een geconcentreerde en efficiënte regulatie van het glycogeenmetabolisme binnen de cel [3](#page=3). > **Voorbeeld:** De belangrijkste opslaglocaties voor glycogeen in het menselijk lichaam zijn de lever en de spieren. Leverglycogeen dient als glucosebron voor het gehele lichaam, terwijl spierglycogeen voornamelijk wordt gebruikt als energiebron voor de spier zelf tijdens inspanning [3](#page=3). * * * # Glycogeenafbraak en -synthese Dit hoofdstuk beschrijft de biochemische routes voor zowel de afbraak als de synthese van glycogeen. ### 2.1 Glycogeenafbraak Glycogeen wordt door middel van een fosforolytische splitsing afgebroken tot glucose 1-fosfaat. Dit proces wordt gekatalyseerd door het enzym glycogeen fosforylase. In tegenstelling tot hydrolytische splitsing, waarbij water wordt gebruikt om bindingen te verbreken, wordt bij fosforolytische splitsing orthofosfaat (Pi) gebruikt [5](#page=5). De reactie is als volgt: $$ \\text{glycogeen} + P\_i \\rightarrow \\text{glucose-1-fosfaat} + \\text{glycogeen-1} $$ De standaard vrije energie verandering ($\\Delta G^\\circ'$) voor deze reactie is nagenoeg nul ($\\approx 0$). De hoge concentratie van fosfaat (Pi) in de cel drijft de reactie echter naar rechts, wat de vorming van glucose 1-fosfaat bevordert [6](#page=6). De fosforolytische splitsing is voordelig om twee redenen [6](#page=6): 1. Het gevormde suiker (glucose 1-fosfaat) blijft in de cel omdat het geladen is. 2. Er is geen nieuwe fosforylering van glucose nodig, wat energie bespaart. Het glycogeen fosforylase werkt op de niet-reducerende uiteinden van de glycogeenketen. Bij het afbreken van glycogeen, dat vertakkingen bevat, zijn er twee belangrijke enzymen betrokken die samenwerken [7](#page=7): * **Transferase:** Dit enzym verplaatst drie glycosylresten van een tak naar het uiteinde van een andere tak. Dit maakt de glucosemoleculen aan het uiteinde van de tak toegankelijk voor fosforylase [8](#page=8). * **$\\alpha$\-1,6 glucosidase (debranching enzym):** Dit enzym hydrolyseert de $\\alpha$\-1,6-vertakte structuur, die niet door fosforylase kan worden gesplitst, tot een lineaire structuur. Hierdoor kan het fosforylase verder met de afbraak [8](#page=8). De glucose 1-fosfaat die wordt geproduceerd, wordt vervolgens door het enzym fosfoglucomutase omgezet in glucose 6-fosfaat. Dit proces verloopt via een intermediair van glucose 1,6-bisfosfaat, vergelijkbaar met het fosfoglyceromutase in de glycolyse [9](#page=9). Tenslotte, in de lever, wordt glucose 6-fosfaat door het enzym glucose 6-fosfatase omgezet in vrije glucose. Dit vrije glucose kan vervolgens via de bloedcirculatie worden getransporteerd naar andere weefsels zoals spieren en hersenen. In spieren en hersenen kan glucose 6-fosfaat direct worden gebruikt voor energieproductie via de glycolyse, aangezien ze het enzym glucose 6-fosfatase niet bezitten [9](#page=9). Het merendeel van de glycogeenafbraak (ongeveer 90%) resulteert in glucose-1-fosfaat, dat verder wordt omgezet in glucose-6-fosfaat. De overige 10% van de afbraak betreft de vertakte ketens, die hydrolytisch worden gesplitst en niet direct glucose-1-fosfaat opleveren. Deze producten moeten vervolgens door hexokinase of glucokinase worden omgezet naar glucose-6-fosfaat [13](#page=13). ### 2.2 Glycogeen-synthese Glycogeen-synthese is geen directe omkering van de afbraak, mede door de relatief hoge Pi-concentratie die de fosforolytische splitsing begunstigt. In plaats daarvan wordt de glycosylgroep geleverd door uridine difosfaat-glucose (UDP-glucose) [10](#page=10). De reactie voor de opname van glucose in glycogeen is: $$ \\text{(glycogeen)}\_n + \\text{UDP-glucose} \\rightarrow \\text{(glycogeen)}{n+1} + \\text{UDP} $$ Het enzym dat verantwoordelijk is voor de aanmaak van $\\alpha$\-1,4-bindingen in glycogeen is glycogeen synthase. Voor de synthese van glycogeen is een primer van minimaal vier glycosidische resten vereist. Deze primer kan ook een eiwit zijn, waaraan een oligosaccharide is gebonden, zoals in het geval van "priming" door een eiwit met $\\alpha$\-1,4-glucose-eenheden [11](#page=11) [12](#page=12). Net als bij de afbraak speelt een "branching enzym" een rol bij de synthese. Dit enzym vormt $\\alpha$\-1,6-bindingen door een blok van ongeveer zeven suikers te verplaatsen van een groeiende $\\alpha$\-1,4-keten naar een interne glucose-eenheid, waarbij de $\\alpha$\-1,4-binding wordt vervangen door een $\\alpha$\-1,6-binding. Deze vertakkingen vergroten de oplosbaarheid van glycogeen en bieden meer uiteinden voor zowel synthese als afbraak [12](#page=12). > **Tip:** UDP-glucose is de actieve vorm van glucose die nodig is voor de synthese van glycogeen. Het wordt gevormd uit glucose-1-fosfaat en UTP. > **Voorbeeld:** Stel je glycogeen voor als een boom. Fosforylase en debranching enzymen snoeien de takken (afbraak), terwijl glycogeen synthase en het branching enzym de boom laten groeien door nieuwe takken en vertakkingen aan te maken (synthese). * * * # Hormonale regulatie van glycogeenmetabolisme Dit hoofdstuk beschrijft de hormonale controle over de afbraak en synthese van glycogeen, met specifieke aandacht voor de rollen van insuline, adrenaline en glucagon [14](#page=14). ## 3.1 Hormonale controle mechanismen Glycogeenmetabolisme wordt primair gereguleerd door insuline, adrenaline en glucagon. Deze hormonen sturen de activiteit van sleutelenzymen in de glycogeen afbraak (glycogeenfosforylase) en synthese (glycogeen synthase) aan, waarbij geldt dat glycogeen synthase inactief is wanneer fosforylase actief is [14](#page=14). ### 3.1.1 Insuline Insuline wordt vrijgegeven uit de b-cellen van de pancreas. Het heeft een belangrijke rol bij het verlagen van de bloedglucosespiegel, onder andere door de opname van glucose in insuline-gevoelige cellen te faciliteren, zoals skelet- en hartspierweefsel en vetweefsel. Dit gebeurt via signaaltransductie die leidt tot de translocatie van glucose-transporters (GLUT's) naar het celmembraan, specifiek GLUT-4, waardoor glucose de cel in kan. Bij lage insulinespiegels verplaatst GLUT-4 zich terug naar de TGN (trans-Golgi netwerk) [14](#page=14) [15](#page=15). ### 3.1.2 Glucagon en Adrenaline (Epinefrine) Glucagon is een peptidehormoon van 29 aminozuren, geproduceerd door de a-cellen van de pancreas. Adrenaline (epinefrine) is een catecholamine, geproduceerd in het bijniermerg. Beide hormonen stimuleren de glycogeenafbraak, waarbij de lever gevoeliger is voor glucagon dan de spieren, terwijl adrenaline vooral glycogeenafbraak in spieren stimuleert [17](#page=17). > **Tip:** Glucagon en adrenaline werken via een vergelijkbaar signaaltransductiepad, wat leidt tot de activering van glycogeenafbraak. ### 3.1.3 De fosforyleringscascade De binding van glucagon en adrenaline aan hun receptoren activeert adenylaatcyclase, dat ATP omzet in cyclisch AMP (cAMP). cAMP activeert vervolgens de cAMP-afhankelijke proteïnekinase (PKA). PKA activeert op zijn beurt de synthase-fosforylase-kinase (SPK), een complex bestaande uit vier subeenheden (α, β, γ, δ). De δ-eenheid is identiek aan calmoduline, wat een rol speelt bij het reguleren van de activiteit op basis van de calciumconcentratie [18](#page=18). De gefosforyleerde SPK (P-SPK) fosforyleert vervolgens twee belangrijke enzymen: 1. **Fosforylase:** De niet-gefosforyleerde vorm, fosforylase-b, is inactief. Na fosforylering door SPK op Ser-14 wordt het fosforylase-a, de actieve vorm [18](#page=18). 2. **Glycogeen synthase:** Glycogeen synthase wordt door fosforylering geïnactiveerd [18](#page=18). Daarnaast fosforyleert PKA ook Inhibitor-1, wat resulteert in de binding van deze inhibitor aan fosfaatase. Dit voorkomt de defosforylering van fosforylase, en houdt het dus actief. Adrenaline is een klassiek voorbeeld van signaaltransductie via een fosforyleringscascade [18](#page=18) [19](#page=19). ## 3.2 Regulatie van fosforylase activiteit De activiteit van fosforylase wordt verschillend gereguleerd in de lever en spieren. ### 3.2.1 Leverfosforylase Leverfosforylase kan bestaan in twee R (relaxed, actieve) vormen en twee T (tense, inactieve) vormen. Enkel de T-vorm kan gefosforyleerd of gedefosforyleerd worden. De b-vorm van leverfosforylase is niet actief en neigt sterk naar de T-vorm, terwijl de a-vorm wel actief is en de R-vorm het meest voorkomt. De fosforyleringstoestand, gestuurd door SPK, bepaalt dus de controle over leverfosforylase [20](#page=20). ### 3.2.2 Spierfosforylase Spierfosforylase wordt zowel door fosforylering als allosterische mechanismen gereguleerd. Onder normale fysiologische omstandigheden is het inactief door de aanwezigheid van ATP en glucose-6-fosfaat. Fosforylase-a is daarentegen onafhankelijk van deze moleculen en altijd actief. In rust is de inactieve b-vorm aanwezig. Tijdens spiercontractie en oefening stijgt de AMP-concentratie, wat leidt tot allosterische activatie van fosforylase-b. Bij een toename van adrenaline en spierstimulatie kan fosforylase-a gevormd worden [21](#page=21). > **Tip:** Het verschil in regulatie tussen lever- en spierfosforylase weerspiegelt hun verschillende fysiologische rollen: de lever reguleert de bloedglucose, terwijl de spierenergie levert voor activiteit. ### 3.2.3 Inactivatie van fosforylase Fosforylase wordt inactief gemaakt wanneer het fosfatase-enzym actief wordt. Om inactivatie van fosforylase te voorkomen, wordt het fosfatase inactief gezet door Inhibitor-1 die gefosforyleerd is [22](#page=22). De omkering van fosforylase-activiteit vindt plaats wanneer de concentratie cAMP daalt, bijvoorbeeld door de werking van fosfodiësterase dat cAMP omzet in AMP. Als cAMP wegvalt, wordt PKA niet langer geactiveerd, wat leidt tot defosforylering van Inhibitor-1. De defosforyleerde Inhibitor-1 komt vervolgens los van het fosfatase, waardoor het fosfatase weer actief kan worden [23](#page=23). Dit fosfatase heeft meerdere substraten: 1. Het defosforyleert fosforylase-a naar fosforylase-b, waarmee het fosforylase inactiveert [24](#page=24). 2. Het defosforyleert de SPK, waardoor deze inactief wordt [24](#page=24). 3. Het defosforyleert glycogeen synthase, wat de synthese van glycogeen activeert [24](#page=24). ## 3.3 Omzetting van glycogeen afbraak naar synthese De omschakeling van glycogeen afbraak naar synthese in de lever wordt mede bepaald door de glucoseconcentratie. Fosforylase-a in de lever fungeert als een 'sensor' voor de bloedglucosespiegel. Wanneer glucose bindt aan fosforylase-a, verschuift de conformatie van de R- naar de T-vorm. Het fosfatase is enkel katalytisch actief op de T-configuratie van fosforylase. Hierdoor 'helpt' glucose het fosfatase om fosforylase te inactiveren [26](#page=26) [27](#page=27). > **Tip:** Dit glucose-gekoppelde mechanisme zorgt ervoor dat glycogeenafbraak stopt wanneer de bloedglucosespiegel voldoende is, en de weg vrijmaakt voor glycogeen synthese. ### 3.3.1 De glucosedrempel voor glycogeen synthese Als er te veel glucose wordt vrijgesteld uit glycogeen, kan de suikerspiegel te hoog worden. De lever gebruikt hiervoor lever glucokinase, dat verschilt van hexokinase. Glucokinase heeft een hoge KM voor glucose, wat een lage affiniteit betekent. Deze KM fungeert als de 'drempel' waarbij glycogeen synthese start. Fosforylase bepaalt hierbij de glucosedrempel waar de afbraak van glycogeen stopt [28](#page=28). **3\. 4 Glycogeen stapelingsziekten** 1. Von Gierke's aandoening * deficiënt enzym: glucose 6-fosfatase * aangetast orgaan: lever en nieren * toegenomen hoeveelheid, normale structuur -> vergroting van de lever, hypoglycemie, hyperlipemie 2. Pompe's aandoening * deficiënt enzym: alfa A,4-glucosidase * aangetast orgaan: alle organen * toegenomen hoeveelheid, normale structuur -> fatale cardiorespiratorische insufficiëntie 3. Cori's aandoening * amylo 1,6-glucosidase * aangetast orgaan: spieren en lever * toegenomen hoeveelheid, korte buitenvertakkingen -> zoals type I maar milder * * * # Integratie van metabolisme met cellulaire processen Dit thema onderzoekt hoe metabole routes en de concentraties van metabolieten direct invloed uitoefenen op diverse cellulaire processen, waaronder genexpressie, veroudering en epigenetische regulatie. ### 4.1 Metabolisme en regulatie van genexpressie Celulaire metabole processen zijn nauw verweven met de regulatie van genexpressie. Dit verband wordt gemedieerd door post-translationele modificaties (PTMs) van DNA en histonen, die essentieel zijn voor gentranscriptie. Veel enzymen die deze PTMs uitvoeren, maken gebruik van co-enzymen of substraten die zelf cruciale metabolieten zijn in verschillende metabole routes. Voorbeelden hiervan zijn acetyl-CoA, uridine difosfaat (UDP)-glucose, $\\alpha$\-ketoglutaraat ($\\alpha$\-KG), NAD+, FAD, ATP en S-adenosylmethionine (SAM) [31](#page=31). De cellulaire concentraties van deze metabolieten fluctueren in lijn met de metabole status van de cel. Als gevolg hiervan varieert ook de activiteit van chromatine-regulatoren, wat op zijn beurt de transcriptie van genen beïnvloedt. Dit duidt op een direct verband tussen metabolisme en gentranscriptie [31](#page=31). #### 4.1.1 Enzymatische activiteit en metabolische sensoren Metabolieten reguleren de enzymatische activiteit van zowel 'writers' (enzymen die PTMs toevoegen) als 'erasers' (enzymen die PTMs omkeren). Deze twee groepen enzymen fungeren gezamenlijk als metabole sensoren [32](#page=32). Specifieke voorbeelden van deze regulatie omvatten: * **Histon acetylering:** Transferasen (KATs) worden gereguleerd door acetyl-CoA [32](#page=32). * **Histon deacetylering:** Deze enzymen (HDACs) zijn afhankelijk van NAD+ [32](#page=32). * **Histon methylering:** Histon methyltransferasen (HMTs) en demethylasen (KDMs) vereisen SAM en $\\alpha$\-ketoglutaraat [32](#page=32). #### 4.1.2 Acetyl-CoA en histon acetylering Histon acetylering is een sleutelmechanisme dat metabolisme verbindt met gentranscriptie. Acetyl-CoA dient als de universele donor voor acetyleringsreacties. Het kan afkomstig zijn van vetzuuroxidatie of koolhydraatcatabolisme. Overmaat aan acetyl-CoA wordt vanuit de mitochondriën geëxporteerd in de vorm van citraat [33](#page=33). Veranderingen in de anabole of catabole flux van metabole intermediairen leiden tot fluctuaties in de intracellulaire concentratie van acetyl-CoA. Het acetyl-CoA afkomstig van glucoseafbraak, kenmerkend voor een hoge energielading van de cel, wordt gebruikt voor histonacetylering. Dit resulteert in een transcriptioneel programma dat celproliferatie en lipogenese bevordert. Omgekeerd worden sirtuïnes (een klasse van HDACs) geactiveerd door een lage energielading, waarbij NAD+ fungeert als een activator [33](#page=33). > **Tip:** Begrijp dat de oorsprong van acetyl-CoA (bv. glucose vs. vetzuren) de epigenetische uitkomst kan beïnvloeden. #### 4.1.3 De rol van de TCA-cyclus en folaat De citroenzuurcyclus (TCA) fungeert als een centraal kruispunt van zowel catabole als anabole routes. Zowel glycolyse als $\\beta$\-oxidatie, beide catabole processen, genereren acetyl-CoA. Folaat (vitamine B9) speelt een cruciale rol in de synthese van SAM, S-adenosylmethionine, dat als methyl donor essentieel is voor DNA- en histonmethylering [34](#page=34). > **Example:** Een hoge glucose-flux leidt tot meer acetyl-CoA voor histon acetylering, wat genen activeert die celgroei bevorderen. Een lage energielading daarentegen, activeert sirtuïnes via NAD+, wat leidt tot deacetylering en mogelijk genen die ouderdomsgerelateerde processen beïnvloeden. ### 4.2 Metabolisme en veroudering Er is een duidelijke link tussen metabolisme en het verouderingsproces. Hoewel de meerderheid van de componenten van de oxidatieve fosforylering (OXPHOS) wordt gecodeerd door nucleaire genen, worden 13 subeenheden gecodeerd door het mitochondriale genoom. Een uitgebalanceerd communicatiesysteem tussen de nucleus en mitochondriën is noodzakelijk voor de stoichiometrische vorming van OXPHOS-complexen en optimale ketenfunctie [35](#page=35). Met toenemende leeftijd neemt de ATP-productie in de mitochondriën af. Dit wordt deels veroorzaakt door een verstoring in de stoichiometrie van de verschillende OXPHOS-complexen. Nucleair NAD+ speelt een rol in de expressie van mitochondriale genen die coderen voor onderdelen van de OXPHOS-keten. Bij proefdieren is aangetoond dat het verhogen van het nucleaire NAD+-niveau leidt tot normalisatie van ATP-productie, expressie van mitochondriale OXPHOS-subeenheden en skeletspierperformantie [35](#page=35). > **Tip:** NAD+ niveaus zijn niet alleen belangrijk voor HDAC activiteit, maar ook voor het behoud van mitochondriale functie en daarmee veroudering. Dit benadrukt de rol van NAD+ als een cruciale metaboliet die meerdere cellulaire processen overkoepelt. * * * ## Veelgemaakte fouten om te vermijden * Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens * Let op formules en belangrijke definities * Oefen met de voorbeelden in elke sectie * Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | Glycogeen | Glycogeen is een polymeer van glucose en dient als een reservevorm van glucose in met name de lever en spieren bij dieren en mensen. Het wordt opgeslagen in korrelvormige structuren in het cytosol van cellen. | | Glycogeenin | Glycogeenin is een eiwit dat fungeert als een startpunt of "primer" voor de synthese van glycogeen, waarbij het een kern vormt waaromheen glucose-eenheden worden gebouwd. | | α-1,4 binding | Een α-1,4 binding is een type glycosidische binding die lineaire ketens van glucose-eenheden in glycogeen met elkaar verbindt. Dit is de meest voorkomende binding in de structuur. | | α-1,6 binding | Een α-1,6 binding is een type glycosidische binding die vertakkingen creëert in de glycogeenstructuur, waarbij een glucose-eenheid is gebonden aan de zesde koolstof van een andere glucose-eenheid. | | Cytosol | Het cytosol is het vloeibare deel van het cytoplasma in een cel, waarin de organellen zich bevinden en waar veel metabolische processen, zoals de opslag en afbraak van glycogeen, plaatsvinden. | | Glycogeenstapeling | Glycogeenstapeling verwijst naar de opslag van glycogeen in de lever en spieren, essentieel voor de regulatie van de bloedglucosespiegel en de energievoorziening van spierweefsel. | | Glycogeenafbraak (glycogenolyse) | Glycogeenafbraak is het proces waarbij glycogeen wordt afgebroken tot glucose-eenheden, voornamelijk om glucose beschikbaar te maken voor energieproductie of om de bloedglucosespiegel te handhaven. | | Fosforolytische splitsing | Fosforolytische splitsing is een enzymatische reactie waarbij een fosfaatgroep (van orthofosfaat) wordt gebruikt om een binding te verbreken, wat resulteert in de vorming van een gefosforyleerd product. Bij glycogeenafbraak produceert dit glucose 1-fosfaat. | | Glycogeenfosforylase | Glycogeenfosforylase is een sleutelenzym dat de eerste stap in de glycogeenafbraak katalyseert door middel van fosforolytische splitsing, waarbij glucose 1-fosfaat wordt gevormd. | | Orthofosfaat (Pi) | Orthofosfaat is de anorganische fosfaatvorm die betrokken is bij veel cellulaire processen, waaronder de fosforolytische splitsing van glycogeen, waar het bijdraagt aan de vorming van glucose 1-fosfaat. | | Glucose 1-fosfaat | Glucose 1-fosfaat is een gefosforyleerd glucosemolecuul dat ontstaat tijdens de afbraak van glycogeen en een intermediair is op weg naar glucose 6-fosfaat, waarna het verder kan worden gemetaboliseerd. | | Fosfoglucomutase | Fosfoglucomutase is een enzym dat de positie van de fosfaatgroep op een glucosemolecuul kan veranderen; het katalyseert de omzetting van glucose 1-fosfaat naar glucose 6-fosfaat. | | Glucose 6-fosfaat | Glucose 6-fosfaat is een gefosforyleerde vorm van glucose die centraal staat in de koolhydraatstofwisseling; het kan worden gebruikt in de glycolyse, de pentosefosfaatroute of worden omgezet in glucose. | | Glycogeen synthese (glycogenese) | Glycogeen synthese is het biochemische proces waarbij glucose-eenheden worden samengevoegd tot glycogeen voor opslag in de lever en spieren. | | Uridine difosfaat-glucose (UDP-glucose) | UDP-glucose is de actieve donor van glucose-eenheden tijdens de synthese van glycogeen. Het levert de glucosemoleculen die worden gekoppeld om het glycogeenpolymeer op te bouwen. | | Glycogeen synthase | Glycogeen synthase is het enzym dat verantwoordelijk is voor de vorming van α-1,4 glycosidische bindingen tijdens de synthese van glycogeen, waarbij het UDP-glucose gebruikt als substraat. | | Debranching enzym (α-1,6 glucosidase) | Het "debranching enzym", ook bekend als α-1,6 glucosidase, is een enzym dat de α-1,6 vertakkingen in glycogeen hydrolytisch splitst, waardoor de lineaire structuur wordt hersteld en verdere afbraak door fosforylase mogelijk wordt. | | Insuline | Insuline is een hormoon geproduceerd door de bètacellen van de pancreas dat een cruciale rol speelt bij de regulatie van de bloedglucosespiegel, door de opname van glucose door cellen te bevorderen en de glycogeen synthese te stimuleren. | | Adrenaline (epinefrine) | Adrenaline is een hormoon en neurotransmitter geproduceerd door de bijnieren die betrokken is bij de "vecht-of-vluchtreactie". Het stimuleert de glycogeenafbraak, vooral in spieren, om energie vrij te maken. | | Glucagon | Glucagon is een hormoon geproduceerd door de alfacellen van de pancreas dat de bloedglucosespiegel verhoogt door de glycogeenafbraak in de lever te stimuleren. | | cAMP | Cyclisch adenosinemonofosfaat (cAMP) is een belangrijk tweede boodschappermolecuul dat betrokken is bij de intracellulaire signaaltransductie. Het activeert proteïnekinasen die metabole enzymen reguleren, zoals die in het glycogeenmetabolisme. | | Proteïnekinase A (PKA) | Proteïnekinase A is een enzym dat door cAMP wordt geactiveerd en een sleutelrol speelt in de signaaltransductie. Het fosforyleert diverse eiwitten, waaronder enzymen die betrokken zijn bij het glycogeenmetabolisme, zoals fosforylase kinase en glycogeen synthase. | | Fosforyleringscascade | Een fosforyleringscascade is een reeks enzymatische reacties waarbij een proteïnekinase een ander proteïnekinase activeert door middel van fosforylering, wat leidt tot signaalversterking en regulatie van cellulaire processen. | | Fosfatase | Fosfatase is een enzym dat fosfaatgroepen van eiwitten of andere moleculen kan verwijderen (defosforylering). Dit proces is essentieel voor het omkeren van de effecten van fosforylering en het reguleren van enzymactiviteit. | | Fosforylase-a en Fosforylase-b | Fosforylase-a is de actieve, gefosforyleerde vorm van het enzym fosforylase, dat glycogeen afbreekt. Fosforylase-b is de inactieve, niet-gefosforyleerde vorm. | | Glycogeen synthase-a en Glycogeen synthase-b | Glycogeen synthase-a is de actieve, niet-gefosforyleerde vorm van het enzym glycogeen synthase, dat glycogeen opbouwt. Glycogeen synthase-b is de inactieve, gefosforyleerde vorm. | | Post-translationele modificaties (PTMs) | Post-translationele modificaties zijn chemische veranderingen aan een eiwit na de synthese ervan, zoals fosforylering, acetylering of methylering, die de functie, lokalisatie of stabiliteit van het eiwit kunnen beïnvloeden. | | Acetyl-CoA | Acetyl-CoA is een cruciaal molecuul in de stofwisseling dat de acetylgroep transporteert van koolhydraten, vetten en eiwitten naar de citroenzuurcyclus voor energieproductie, en ook betrokken is bij acetylering van histonen. | | S-adenosylmethionine (SAM) | S-adenosylmethionine (SAM) is een belangrijke methyl donor in veel biochemische reacties, waaronder DNA- en histonmethylering, en is essentieel voor genexpressie regulatie. | | Oxidatieve fosforylering (OXPHOS) | Oxidatieve fosforylering is het metabole proces waarbij ATP wordt gegenereerd door de overdracht van elektronen van NADH en FADH2 via een reeks eiwitcomplexen in de binnenste mitochondriale membraan, waarbij zuurstof als laatste elektronacceptor fungeert. |