background image

Biochemistry 

Dr. Aws Hassan 

3

rd

 Lecture  

 

Glycogen Metabolism

 

 

Glycogen molecule : 

●  Glycogen is the major storage form of carbohydrate in animals . 

●  Glycogen is stored as globular granules in the cytoplasm of the cells ; mainly in  
     the liver (10gm/100gm tissue ) and in the muscle (1-2gm/100gm tissue ) .   
     The total quantity of muscle glycogen is more than liver glycogen because of the  
      large muscle mass . 

●  Glycogen molecules are highly branched polymers consisting of D-glucose residues .    
     

The linkage between glucose residues is α-1,4 except at branch points where the   

      

linkage is α-1,6 . 

●  Each branch chain contains about 12 glucose residues .  

●  Branching occur at intervals of about every 4 – 6 molecules . 

●  Branching is so organized that it makes glycogen less space occupying . 
  

●  Because of this high branching , the glycogen molecule is capable to store and  
     deliver glucose units quickly  . 
 

   

Glycogen synthesis (Glycogenesis)

 :

 

● The precursor for glycogen synthesis is activated glucose ( UDP – glucose ) : 
 

                              glucokinase                                                isomerase  

      Glucose ------------------

→ Glucose–6–p -----------------→ Glucose–1–p    

 
      Glucose

–1–p  +  UTP ---------------------→ UDP – glucose  + PPi  

                                                                                                   

Pyrophosphate                                    

 

Glycogen degradation ( Glycogenolysis ) : 

The enzymes involved in glycogen degradation are : 

1-

  Glycogen Phosphorylase ( Rate 

– Limiting enzyme ) :  

       This enzyme uses inorganic phosphate (Pi ) to phosphorylate an

d cleave α-1,4  

        bonds and glucose residues are released as glucose-1-p .  
        

2-

   Debranching enzyme : This enzyme has two activities : 

         

a -

  

4:4 transferase activity

 :  


background image

                C

leaves α-1,4 bond and forms a new α-1,4 bond : removes three of the four   

                glucose residues remained away from one branch point and transfers it to the   
                end of the other branch chain . 

          

b -

 

α

-1,6 glucosidase activity

 :  

                Hydrolyze the last glucose 

residue at the branch point ( linked by α-1,6 bond )   

                and free glucose released . 

   

                       

                                                                                                                             

 

Notes :  

●  Degradation of glycogen in both liver and muscle leads to 90% of glucose residues  
    being released as glucose-1-p and 10% as free glucose . 
 

 In Liver ; Glucose-1-p produced from glycogen degradation is isomerized to  
    glucose-6-p .Then , inorganic phosphate is cleaved from glucose-6-p by the  
    enzyme glucose-6-phosphatase ( 

present in liver & kidney ) and free glucose  

    is released and enters the blood .  
    Therefore ,  liver glycogen is utilized to maintain blood glucose during fasting . 
 

● Muscles do not contain the enzyme glucose-6-phosphatase and therefore cannot   
   contribute directly to the maintenance of blood glucose .  
   In muscles , glycogen is degraded to provide ATP for the activity of muscle itself   
   (muscle contraction) . 
 

Time scale for gluconeogenesis & glycogenolysis

 :   

 

■ The liver begins to breakdown its glycogen stores by the process of  glycogenolysis   

     after 2-3 hours after a meal .  
 

■ Glycogenolysis is the major process responsible for maintaining blood glucose  

      until 18-20 hours fast .  
 

■ The liver begins the process of gluconeogenesis after about 4-6 hours of fasting .  

 
 

■ Glycogenolysis & Gluconeogenesis contribute equally for maintaining blood glucose   

     at the period between 18-20 hours of fast . 
 

■ Gluconeogenesis become the major process for maintaining blood glucose after 18-20   

     hours of fasting .  
 

■ After about 30 hours fast liver glycogen is completely depleted and gluconeogenesis   

      become the only source of blood glucose . 
 

■ Muscle glycogen is depleted after about 15 minutes of heavy exercise . 

 
 

                    

 

 
                   

Glycogen Storage Diseases ( Glycogenosis ) 


background image

A group of inherited disorders characterized by deposition of an abnormal type or 
quantity of glycogen in tissues . 
 

Type I 

 

Von Gierk

s disease

 :  

   

● The enzyme glucose-6-phosphatase is deficient . Incidence is 1 in 100,000 birth .  

 
   

● Both liver and renal tubules are loaded with glycogen . Liver enlargement may  

       lead to cirrhosis . 
   

● Glucose-6-phosphate is accumulated but glucose cannot be released from liver   

       during overnight fast leading to fasting hypoglycemia . 
 
 
 
   

● Because glucose becomes less available to cells , therefore , the energy is obtained            

       from fat metabolism and increasing amount of acetyl-CoA is formed which is   
       mostly utilized in the synthesis of  ketone bodies ( ketosis ) .  
 
       

[ Glycogen synthesis ( glycogenesis )  &  Glycogen degradation ( glycogenolysis ) ]

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                     

 




رفعت المحاضرة من قبل: Ismail AL Jarrah
المشاهدات: لقد قام 5 أعضاء و 126 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل