Kohlenhydrate

1. Isolierung von Glykogen aus Leber - Säurehydrolyse und Nachweis der Glukose

Glykogen ist das hochmolekulare Reservekohlenhydrat tierischer Zellen. Bei hohem Kohlenhydratangebot in der Nahrung wird dieser Speicher aufgefüllt (Glykogensynthese), bei Mangel bzw. Absinken des Glukosespiegels im Blut wird Glykogen zu Glukosephosphaten bzw. zu freier Glukose abgebaut (Glykogenolyse). Die Leber enthält etwa 5-10 %, Muskel ca. 1 % des Organgewichts an Glykogen. Nur in der Leber jedoch erfolgt ein Abbau bis zur freien Glukose. Die Leber ist daher der Lieferant für Blutglukose.

Eine Reihe von Zellen und Geweben (z.B. Erythrozyten, Gehirnzellen) können aus unterschiedlichen Gründen Fettsäuren oder Aminosäuren zur Energiegewinnung nicht verwerten und sind auf Glukose als Substrat angewiesen. Daher wird die Einhaltung eines konstanten Blutglukosespiegels über verschiedene hormonelle Regelvorgänge genau kontrolliert.

Der intrazelluläre Abbau der Glukose erfolgt über einen in allen Zellen gleichartigen Prozess, die Glykolyse. Dabei wird Glukose in die a-Ketosäure Brenztraubensäure (Salz: Pyruvat) umgewandelt. Wie dieses Produkt weiter verwertet wird, hängt von der Art der Zellen und ihren Lebensbedingungen (aerob, anaerob) ab.

2. Bestimmung der Glukose-6-Phosphatase-Aktivität in einem Leberextrakt

Das Enzym Glukose-6-Phosphatase katalysiert die hydrolytische Spaltung von Glukose-6-Phosphat in freie Glukose und anorganisches Phosphat (Pa)

Glukose-6-Phosphat + H2O wird zu  Glukose + Pa

Das Enzym kommt vor allem in der Leber vor. Es fehlt in der Skelettmuskulatur. Die Leber kann mit Hilfe dieses Enzyms aus Glukose-6-Phosphat, das aus dem Glykogenabbau oder der Gluconeogenese stammt, Glukose freisetzten und an das Blut abgeben.

Skript zum Versuch Kohlenhydrate (pdf)