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Lexikon der Ernährung: Glycogensynthese

Glycogensynthese, E glycogen synthesis, Bildung des Speicherpolysaccharids Glycogen aus monomeren Glucose-Einheiten. Die G. beginnt mit der Phosphorylierung von Glucose zu Glucose-6-phosphat unter Katalyse der ATP-abhängigen Hexokinase. Die Überführung in Glucose-1-phosphat durch die Phosphoglucomutase ist Voraussetzung für die Aktivierung der Glucose mit Uridintriphosphat (UTP) unter Katalyse der UDP-Glucose-Pyrophosphorylase zu UDP-Glucose. Da das freiwerdende Pyrophosphat mittels einer Pyrophosphatase in zwei anorganische Phosphat-Moleküle gespalten wird, ist das Gleichgewicht dieser Reaktion auf die Seite der Synthese verlagert. Die UDP-Glucose wird unter Einwirkung des Enzyms Glycogen-Initiator-Synthase (oder UDP-Glycogen-Transglycosylase) auf ein Starterglycogen übertragen. Dabei wird zwischen dem C-Atom 1 der UDP-Glucose und dem C-Atom 2 des terminalen Glycosylrests am Starterglycogen (Glycogenin) unter Freisetzung von UDP eine glycosidische Bindung geknüpft. Die sukzessive Verlängerung der α(1→4)-Glycogenketten wird von dem Schlüsselenzym Glycogen-Synthase katalysiert. Bei einer Länge von 6–11 Glucoseresten werden die typischen α(1→6)-Verzweigungen des Glycogens von der Amylo-1,4→1,6-Transglucosylase (E branching enzyme) hergestellt. Das Enzym löst von einem endständigen, nicht reduzierenden Ende ein 6–7 Monosaccharidreste umfassendes Fragment ab und überträgt es auf eine benachbarte Kette, wobei eine 1→6-glycosidische Bindung entsteht. So kommt es zur Ausbildung eines großen, verzweigten Glycogenmoleküls (Glycogen, Abb.). Glycogensynthese und Glycogenolyse unterliegen einer genau abgestimmten reziproken Regulation über die jeweiligen Schlüsselenzyme.

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