Il glucosio uridina difosfato (UDP-glucosio) appartiene alla classe dei composti organici noti come zuccheri nucleotidici pirimidinici.
È costituito da:
- uridina nucleoside composto dalla base azotata pirimidinica uracile cui è legato un anello di ribosio
- due gruppi fosfato
- glucosio
Il glucosio uridina difosfato è un intermedio chiave nel metabolismo dei carboidrati. Ad esempio, l’UDP-glucosio è un precursore del glicogeno e può essere convertito in UDP-galattosio e acido UDP-glucuronico. Essi possono quindi essere utilizzati come substrati dagli enzimi che producono polisaccaridi contenenti galattosio e acido glucuronico.
L’UDP-glucosio può anche essere utilizzato come precursore per la biosintesi di saccarosio, lipopolisaccaridi e glicosfingolipidi.
Biosintesi del glicogeno
L’ UDP-glucosio è il donatore di glucosio nella biosintesi del glicogeno e costituisce una forma attivata del glucosio analogamente a come l’ATP e l’acetil CoA sono rispettivamente forme attivate rispettivamente dell’ortofosfato e dell’acetato.
La sintesi del glicogeno avviene a partire dal glucosio-6 -fosfato ottenuto dalla fosforilazione del glucosio in posizione 6.
Tale reazione è catalizzata dalla esochinasi, enzima appartenente al gruppo delle transferasi, che è responsabile del trasferimento di un gruppo fosfato dall’ATP a un substrato; il substrato è in genere in D-esoso:
ATP + D-esoso ⇄ ADP + D-esoso 6-fosfato
Il glucosio-6-fosfato si trasforma in glucosio-1-fosfato che presenta il gruppo fosfato legato al carbonio anomerico ad opera della fosfoglucomutasi enzima appartenente alla classe delle isomerasi.
La sintesi del glicogeno a partire dal glucosio-1-fosfato è energeticamente sfavorita e quindi richiede energia per poter avvenire.
Tale energia viene fornita dall’ uridintrifosfato (UTP), nucleotide pirimidinico avente per base azotata l’uracile legato tramite l’atomo di azoto e con legame glicosidico all’atomo C1′ del ribosio; questo a sua volta è legato tramite l’atomo C5′ ad un gruppo trifosfato, per cui la molecola prende anche il nome di uridin-5′-trifosfato. L’ uridintrifosfato reagisce con il glucosio-1-fosfato per dare l’UDP-glucosio secondo la reazione:
glucosio-1-fosfato + UTP ⇄ UDP-glucosio + PPi
tale reazione è catalizzata dall’enzima UDP-glucoso pirofosforilasi che accelera la liberazione di un gruppo pirofosfato PPi dall’UTP. La reazione è reversibile, ma la successiva idrolisi irreversibile del pirofosfato in due ioni idrogeno fosfato:
P2O74− + H2O → 2 HPO42-
sposta l’equilibrio verso i prodotti.
Il glucosio uridina difosfato è il donatore di glucosio nella biosintesi del glicogeno e costituisce una forma attivata del glucosio analogamente a come l’ATP e l’acetilCoA sono rispettivamente forme attivate rispettivamente dell’ortofosfato e dell’acetato.
Via di Lelior
L’ UDP-glucosio partecipa al terzo stadio della via di Leloir reagendo con il galattosio 1-fosfato per dare glucosio-1-fosfato e UDP-galattosio.
La reazione è catalizzata dall’enzima galattosio-1-fosfato uridilil transferasi (GALT):
galattosio 1-fosfato + UDP-glucosio ⇄ glucosio-1-fosfato + UDP-galattosio