glükoneogenézis

A glükoneogenezis a nem szénhidrát termékekből származó glükóz szintézise. Az ilyen termékek vagy metabolitok elsősorban a tejsav- és piruvinsav, az úgynevezett glikogén aminosavak, glicerin és számos más vegyület. Más szavakkal, a glükózgenesisben lévő glükóz prekurzorok lehetnek piruvátok vagy bármely olyan vegyület, amely a katabolizmus során piruváttá alakul, vagy a trikarbonsav-ciklus egyik közbenső terméke.

A gerinces állatokban a glükoneogenezis a máj és a vesék sejtjeiben (a kortikális anyagban) a legintenzívebb.

A glükoneogenezis legtöbb fázisa fordított glikolízis reakció. Csak 3 glikolízis reakció (hexokináz, foszfor-fruktokináz és piruvát kináz) irreverzibilis, ezért a glükoneogenezis folyamatában más enzimeket is alkalmazunk 3 fázisban. Tekintsük a glukóz szintézis útját a piruvátból.

Foszfoenol-piruvát képződése piruvátból. A foszfoenolpiruvát szintézisét több lépésben végzik. Kezdetben piruvát a piruvát-karboxiláz hatására és a CO részvételével₂ és ATP-t karboxilezünk, hogy oxaloacetátot kapjunk:

Ezután a dekarboxilezés és a foszforol-piruvát-karboxiláz enzim hatására a foszforiláció hatására az oxaloacetát foszfoinol-piruváttá alakul. A foszfátmaradék donora a reakcióban guanozin-trifoszfát (GTP):

Megállapították, hogy a citoszol és a mitokondriális enzimek szerepet játszanak a foszfoinolpiruvát kialakulásában.

A szintézis első lépése a mitokondriumokban folytatódik (10.6. Ábra). A reakciót katalizáló piruvát-karboxiláz alloszterikus mitokondriális enzim. Az enzim alloszterikus aktivátoraként acetil-CoA-t kell alkalmazni. A mitokondriális membrán áthatolhatatlan a kapott oxaloacetát számára. Az utóbbi itt, mitokondriumokban, malátává lett visszaállítva:

A reakció mitochondriális NAD-függő malát-dehidrogenáz részvételével folytatódik. A mitokondriumokban a NADH / NAD + arány viszonylag magas, ezért az intramitokondriális oxaloacetát könnyen helyreállítható a malátra, amely könnyen elhagyja a mitokondriumokat a mitokondriális membránon keresztül. A citoszolban a NADH / NAD + arány nagyon alacsony, és a malát ismét oxidálódik a citoplazmatikus NAD-függő malát-dehidrogenáz részvételével:

Az oxaloacetát további átalakítása foszfoinol-piruváttá a sejt citoszoljában történik.

A fruktóz-1,6-biszfoszfát fruktóz-6-foszfáttá történő átalakítása. Egy sor reverzibilis glikolízis-reakció eredményeként a piruvátból képződött foszfo-enolpiruvát fruktóz-1,6-biszfoszfáttá alakul. Ezt követi a foszfofruktokináz reakció, amely visszafordíthatatlan. A glükoneogenezis megkerüli ezt az endergon reakciót. A fruktóz-1,6-bisz-foszfát fruktóz-6-foszfáttá történő átalakítását specifikus foszfatáz katalizálja:

Ábra. 10.6. Foszfoenol-piruvát képződése piruvátból. 1-piruvát-karboxiláz; 2 - malát dehidrogenáz (mitokondriális); 3-malát-dehidrogenáz (citoplazmatikus); 4 - foszfoinol-piruvát-karboxi-kináz.

Ábra. 10.7. Glikolízis és glükoneogenezis. A piros nyilak jelzik a glükoneogenezis „bypass” útvonalát a piruvátból és laktátból származó glükóz bioszintézisében; a körök számai a glikolízis megfelelő szakaszát jelzik.

A glükóz képződése glükóz-6-foszfátból. A glükóz bioszintézis későbbi reverzibilis stádiumában a fruktóz-6-foszfát glükóz-6-foszfáttá alakul. Az utóbbit defoszforilezhetjük (vagyis a reakció a glükóz-6-foszfatáz enzim hatása alatt megkerüli a hexokináz reakciót):

Az 1. ábrán 10.7. A glükoneogenezis „bypass” reakcióit mutatja be a piruvát és a laktát glükóz bioszintézisében.

A glükoneogenezis szabályozása. A glükoneogenezis szabályozásának fontos pontja a piruvát-karboxiláz által katalizált reakció. Az enzim pozitív alloszterikus modulátorának szerepét acetil-CoA-val végezzük. Az acetil CoA hiányában az enzim szinte teljesen hatástalan. Amikor a mitokondriális acetil-CoA felhalmozódik a sejtben, a glükóz bioszintézise a piruvátból nő. Ismert, hogy az acetil-CoA egyidejűleg a piruvát-dehidrogenáz komplex negatív modulátora (lásd alább). Következésképpen az acetil-CoA felhalmozódása lelassítja a piruvát oxidatív dekarboxilezését, ami szintén hozzájárul az utóbbi glükózzá történő átalakításához.

A glükoneogenezis szabályozásának másik fontos pontja a fruktóz-1,6-biszfoszfatáz által katalizált reakció, amelyet az AMP gátol. Az AMP-nek ellentétes hatása van a foszfofruktokinázra, azaz ez az enzim alloszterikus aktivátor. Alacsony AMP-koncentrációk és magas ATP-szintek esetén a glükoneogenezist stimulálják. Éppen ellenkezőleg, ha az ATP / AMP arány kicsi, akkor a sejtben glükózelosztás történik.

1980-ban egy belga kutatócsoport (G. Hers és mások) felfedezte a fruktóz-2,6-biszfoszfátot májszövetben, amely a két felsorolt ​​enzim aktivitásának erős szabályozója:

A fruktóz-2,6-biszfoszfát aktiválja a foszfofruktokinázt és gátolja a fruktózt-1,6-biszfoszfatázt. A fruktóz-2,6-bisz-foszfát szintjének növekedése a sejtben hozzájárul a glikolízis növekedéséhez és a glükoneogenezis sebességének csökkenéséhez. A fruktóz-2,6-biszfoszfát koncentrációjának csökkentésével az ellenkezője igaz.

Megállapították, hogy a fruktóz-2,6-biszfoszfát bioszintézise az ATP részvételével fruktóz-6-foszfátból származik, és fruktóz-6-foszfát és szervetlen foszfát keletkezik. A fruktóz-2,6-bisz-foszfát bioszintézisét és bomlását ugyanaz az enzim katalizálja, azaz a bioszintézist és a bomlást. Ez az enzim bifunkciós, foszfokináz és foszfatáz aktivitással rendelkezik:

Azt is kimutatták, hogy a bifunkciós enzimet a cAMP-függő foszforiláció szabályozza. A foszforiláció a foszfatáz aktivitás növekedéséhez és a bifunkciós enzim foszfo-kináz aktivitásának csökkenéséhez vezet. Ez a mechanizmus magyarázza a hormonok, különösen a glükagon gyors hatását a sejtben lévő 2,6-biszfoszfát-fruktóz szintre (lásd 16. fejezet).

A bifunkciós enzim aktivitását bizonyos metabolitok szabályozzák, amelyek közül a glicrolol-3-foszfát a legnagyobb jelentőségű. A glicerin-3-foszfát enzimre kifejtett hatása az irányban hasonló ahhoz a hatáshoz, amelyet a cAMP-függő fehérje-kinázok foszforilálásával figyeltek meg.

Jelenleg a máj mellett a fruktóz-2,6-biszfoszfát az állatok más szerveiben és szövetében, valamint a növényekben és a mikroorganizmusokban is megtalálható.

Kimutatták, hogy a glükoneogenezist közvetett módon is szabályozhatjuk, azaz például a glükóz szintézisében közvetlenül nem érintett enzim aktivitásának változásán keresztül. Így megállapítást nyert, hogy a glikolízis piruvatkináz két formában létezik - L és M. L forma (angolul. Máj- máj) a glükoneogenezisre képes szövetekben dominál. Ezt a formát az ATP feleslege és néhány aminosav, különösen az al-Nin gátolja. Az M-forma (az angol. Muscle-musc) nem tartozik az ilyen szabályozás hatálya alá. A sejthez elegendő energiaellátás mellett a piruvát kináz L-formája gátolódik. A gátlás következtében a glikolízis lelassul és a glükoneogegenesis kialakulását elősegítő körülmények jönnek létre.

Végül érdekes megjegyezni, hogy az aktív aktivitás során az izomszövetben intenzíven előforduló glikolízis szoros kapcsolatban áll a glükolízis és különösen a májszövetre jellemző glüko-neogenezis között. A megnövekedett glikolízis eredményeként a maximális izomaktivitás következtében a vérben feleslegben folyik a tejsav felesleg, és jelentős része glükóz (glükoneogenezis) alakul át a májban. Az ilyen glükóz ezután felhasználható az izomszövet aktivitásához szükséges energiaszubsztrátumként. A glükolízis folyamatainak összefüggése az izomszövetben és a máj glükoneogenezisében mint rendszer:

Glükoneogenezis a májban

Glükóz képződés laktátból. Az intenzíven működő izmokban vagy a glükóz-katabolizmus domináns anaerob módszerével képződött laktát a vérbe, majd a májba kerül. A májban a NADH / NAD + arány alacsonyabb, mint a szerződő izomban, ezért a laktát-dehidrogenáz reakció az ellenkező irányba megy, azaz a laktátból történő piruvát képződése felé. Ezután a piruvát részt vesz a glükoneogenezisben, és a kapott glükóz belép a vérbe, és a csontváz izomjaiból felszívódik. Ezt az eseménysorozatot "glükóz-laktát ciklus "vagy" Corey ciklus”.

A Corey ciklus két alapvető funkciót hajt végre: 1 - biztosítja a laktát felhasználását; 2 - megakadályozza a laktát felhalmozódását és ennek következtében a pH veszélyes csökkenését (tejsavas acidózis). A laktátból képződött piruvát egy részét a máj oxidálja₂ és H₂A. Az oxidációs energia felhasználható az ATP szintetizálására, amely a glükoneogenezis reakciókhoz szükséges.

A glükóz képződése aminosavakból. Aminosavak, amelyek katabolizálódáskor piruváttá vagy citrát-ciklus metabolitjává válnak, a glükóz és a glikogén potenciális prekurzorainak tekinthetők, és glikogénnek nevezik őket. Például az aszparaginsavból képződő oxa-loacetát mind a citrát-ciklus, mind a glükoneogenezis közbenső terméke. A májba belépő összes aminosavból körülbelül 30% az alanin. Ez azért van, mert az izomfehérjék lebontása aminosavakat termel, amelyek közül sokat azonnal piruváttá, vagy először oxaloacetáttá, majd piruváttá alakítanak. Ez utóbbit alaninná alakítjuk át, és más aminosavakból aminocsoportot kapunk. Az izmokból származó alanint vérrel szállítják a májba, ahol újra piruváttá alakul, amely részben oxidálódik és részben glükóz neogenezisbe beépül. Ezért a következő eseménysorozat van:glükóz-alanin ciklus): glükóz izmokban → piruvát izomokban → alanin izmokban → alanin a májban → glükóz a májban → glükóz az izmokban. Az egész ciklus nem vezet az izomban lévő glükóz mennyiségének növekedéséhez, de megoldja az amino-nitrogénnek az izmokból a májba történő szállítását és megakadályozza a tejsavas acidózist.

Glükóz képződés glicerinből. A glicerint triacil-glicerinek hidrolízisével, elsősorban zsírszövetben képezik. Csak azok a szövetek használhatják a glicerin kináz enzimet, mint a máj, a vesék. Ez az ATP-függő enzim katalizálja a glicerin α-glicerofoszfáttá (glicerin-3-foszfát) való átalakulását. Ha a glicerin-3-foszfátot a glükoneogenezisbe beépítik, NAD-függő dehidrogenázzal dehidratálva dihidroxi-aceton-foszfát keletkezik, amelyet glükózvá alakítanak át.

35.35 A glükóz átalakulások pentóz-foszfát útjának ötlete. Oxidatív reakciók (a ribulóz-5-foszfát szintjére). Ennek az útnak a megoszlása ​​és teljes eredménye (pentózis, NADPH és energia képződése)

Pentóz-foszfát út, hexomonofoszfát shuntnak is nevezik, amely a glükóz-6-foszfát oxidációjának alternatívájaként szolgál. A pentóz-foszfát útvonal két fázisból áll (részekből) - oxidatív és nem oxidatív.

Az oxidatív fázisban a glükóz-6-foszfát irreverzibilisen oxidálódik pentóz-ribulóz-5-foszfátba, és redukálódik a NADPH. A nem-oxidatív fázisban a ribulóz-5-foszfát reverzibilisen alakul át ribóz-5-foszfát- és glikolízis-metabolitokká. A pentóz-foszfát-út ribózokat biztosít a purin és a pirimidin nukleotidok szintetizálására, és a NADPH koenzimet hidrogénezi, amelyet regenerációs folyamatokban használunk. A pentóz-foszfát útvonal teljes egyenletét a következőképpen fejezzük ki:

3 Glükóz-6-foszfát + 6 NADP + → 3 CO₂ + 6 (NADPH + H +) + 2 fruktóz-6-foszfát + gliceraldehid-3-foszfát.

A pentóz-foszfát útvonal enzimjei, valamint a glikolízis enzimek lokalizálódnak a citoszolban. A legaktívabb pentóz-foszfát út a zsírszövetben, a májban, a mellékvesekéregben, az eritrocitákban, a szoptatás során a tejmirigyben, a herékben fordul elő.

A pentóz-foszfát útvonal oxidatív részébena glükóz-6-foszfát oxidatív dekarboxilezésen megy keresztül, ami pentózok képződéséhez vezet. Ez a lépés két dehidrogénezési reakciót tartalmaz.

Az első dehidrogénezési reakciót - a glükóz-6-foszfát glükonolakton-6-foszfáttá történő átalakítását - a NADP + -függő glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz katalizálja, és az aldehid-csoport oxidációja az első szénatomon és egy redukált koenzim NADPH-molekula képződésével jár együtt. Ezután a glükonolakton-6-foszfát gyorsan átalakul 6-foszfoglukonáttá a glükonolakton-hidratáz enzim részvételével. A 6-foszfoglukonát-dehidrogenáz enzim katalizálja az oxidáló rész második dehidrogénezési reakcióját, amelynek során a dekarboxilezés is előfordul. Ebben az esetben a szénláncot egy szénatom, a ribulóz-5-foszfát és a második hidrogénezett NADPH molekula képezi. A helyreállított NADPH gátolja a pentóz-foszfát-út - glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz - oxidatív szakaszának első enzimét. A NADPH NADP + oxidált állapotává történő átalakítása az enzim gyengébb gátlásához vezet. A megfelelő reakció sebessége nő, és nagyobb mennyiségű NADPH képződik.

Az oxidációs szakasz teljes egyenlete pentóz-foszfátaz útvonalak:

Az oxidációs reakciók a NADPH fő forrása a sejtekben. A hidrogénezett koenzimek bioszintetikus folyamatokkal szolgáltatnak hidrogént, a redox reakciókat, amelyek a sejtek reaktív oxigénfajok elleni védelmét foglalják magukban.

A pentózképződés oxidatív szakasza és a nem-oxidatív szakasz (a pentózok visszatérése a hexózokhoz) együttesen ciklikus folyamat. Egy ilyen eljárást az általános egyenlet írhat le:

Ez azt jelenti, hogy 6 glükóz-5-foszfát (pentóz) és 6 CO-molekula 6 glükózmolekulából áll.₂. A nem-oxidatív fázis enzimjei 6 molekulát ribulóz-5-foszfátból 5 glükózmolekulává (hexóz) transzformálnak. Amikor ezeket a reakciókat sorrendben hajtjuk végre, az egyetlen hasznos termék a NADPH, amely a pentóz-foszfát út oxidatív fázisában keletkezik. Ezt a folyamatot hívják pentóz-foszfát ciklus. A pentóz-foszfát-ciklus áramlása lehetővé teszi, hogy a sejtek NADPH-t termeljenek, ami a zsírok szintéziséhez szükséges, pentózok felhalmozódása nélkül.

A glükóz lebontása során felszabaduló energiát egy nagy energiájú hidrogén donor - NADPH - energiává alakítják át. A hidrogénezett NADPH a reduktív szintézisek hidrogénforrásaként szolgál, és a NADPH-energiát újonnan szintetizált anyagokban, például zsírsavakban konvertálják és tárolják, amelyek a katabolizmus során szabadulnak fel, és amelyeket a sejtek használnak.

glükoneogenézis

A tartalom

A glükoneogenezis a glükózmolekulák veséiből (kb. 10%) származó, más szerves vegyületek molekuláiból - energiaforrásokból, például szabad aminosavakból, tejsavból, glicerinből - kialakulásának folyamata. A szabad emlős zsírsavak nem használhatók glükoneogenezishez.

A glükoneogenezis szakaszai megismétlik a glikolízis lépéseit az ellenkező irányban, és ugyanazokat az enzimeket katalizálják, kivéve a 4 reakciót:

• Piruvát-oxalacetát (piruvát-karboxiláz enzim) átalakítása
• Az oxaloacetát foszfoinolpiruvátban történő átalakítása (foszfoinolpiruvát-karboxi-kazáz enzim)
• A fruktóz-1,6-difoszfát átalakítása fruktóz-6-foszfáttá (fruktóz-1,6-difoszfatáz enzim)
• A glükóz-6-foszfát glükózzá (a glükóz-6-foszfatáz enzim) átalakulása

A teljes glükoneogenezis egyenlet: 2 CH3COCOOH + 4ATP + 2GTP + 2NADH.H + + 6 H2O = C6H12O6 + 2NAD + 4ADP + 2GDP + 6Pn.

Szerep a testben Szerkesztés

Amikor az emberi testben éhgyomorra aktívan használják a tápanyag tartalékokat (glikogén, zsírsavak). Ezek az aminosavak, keto-savak és más nem szénhidrát-vegyületek. Ezeknek a vegyületeknek a legtöbbje nem választódik ki a testből, hanem újrahasznosítják őket. Az anyagokat vérből más szövetekből a májba szállítják, és a glükóz-genetikában a glükóz szintézisére használják - a szervezetben az energia fő forrása. Így, amikor a test kimerült, a glükoneogenezis az energiaszubsztrátok fő szállítója.

Az alkohol hatása a glükoneogenezisre Szerkesztés

A glükoneogenezist az emberi biológia és az orvostudomány szempontjából is figyelembe kell venni. A nagy mennyiségű alkohol fogyasztása drámai módon gátolja a glükoneogenezist a májban, ami alacsonyabb vércukorszintet eredményez. Ezt az állapotot hipoglikémiának nevezik. Ez az alkoholhatás különösen súlyos hatással van a súlyos fizikai terhelés vagy üres gyomor után. Ha egy személy hosszú és kemény fizikai munka után iszik alkoholt, a vérben a glükóz szintje a norma 40 vagy akár 30% -ára csökkenhet. A hipoglikémia hátrányosan befolyásolja az agy működését. Különösen veszélyes azoknak a területeknek, amelyek a testhőmérsékletet szabályozzák, így például a hypoglykaemia hatására a testhőmérséklet 2 ° C-kal vagy nagyobb mértékben csökkenhet (a végbélben mérve). Ha egy személynek ilyen feltétele van glükózoldat inni, akkor a normális testhőmérséklet gyorsan helyreáll. A régi szokás, amely az éhes vagy kimerült emberek whiskyt vagy brandyt adott a tengeren vagy a sivatagban megmentetteknek, fiziológiailag indokolatlan és még veszélyes is; ilyen esetekben glükózt kell adni.

Glükoneogenezis, izomvesztés és gyenge sebgyógyulás Edit

A glükagon körülbelül 6 óra éhgyomorra kezd stimulálni a glükoneogenezist, de a glükoneogenezis intenzív stimulációja 32 óra éhgyomorra jelentkezik, amikor a kortizol hormon aktiválódik. Megjegyzés: a kortizol-glükokortikoszteroid hormon egy katabolikus szteroid. Ez aktiválja az izomfehérjék és más szövetek lebontását aminosavakká, amelyek glükóz-prekurzorként működnek a glükoneogenezisben. Az izom atrófia a szükséges intézkedés, amelyet a glükóz az agynak való biztosítása érdekében kell megtenni. Ezért a műtétből vagy a súlyos sérülésekből származó betegek számára további táplálékot kell biztosítani (például hosszú távú szorító szindróma vagy súlyos égési sérülések). Ha a beteg nem kap elegendő mennyiségű ételt, a testében a katabolikus folyamatok uralkodnak, és az izmok és a szövetek kimerülnek. Ahhoz, hogy a sebek gyógyuljanak, meg kell erősíteni az anabolikus folyamatokat, amelyekre további táplálék szükséges.

A glikolízis és a glükoneogenezis egymást kiegészítik

Mivel a glükóz szintézise és oxidációja rendkívül fontos a sejt (glikolízis) és az egész szervezet (glükoneogenezis) fennállása szempontjából, ezeknek a folyamatoknak a szabályozása megfelel a szervek és szövetek igényeinek a különböző létfontosságú körülmények között.

A glükóz glikolitikus oxidációja óta

• az aerob és anaerob körülmények között az energia megszerzésének módja, folyamatosan jelen van minden sejtben, és természetesen aktiválódnia kell, amikor a sejt hatékonyabban működik, például a myocyta összehúzódás, a neutrofil mozgás;
• Ha a glicerint és az acetil-ScoA-t használják zsírok szintézisére hepatocitákban és adipocitákban, ez az oxidáció a glükóz feleslegével aktiválódik ezekben a sejtekben.

Szükséges a glükoneogenezis, mivel a glükóz képződése a májban nem szénhidrátforrásokból származik:

• az izomterhelés során fellépő hipoglikémia során - a tejsavból származó glükóz szintézisét, amely a munka izmokból származik, és a zsír mobilizálásakor keletkező glicerinből;
• hipoglikémiával, rövid éhgyomorra (legfeljebb 24 óráig) - főként tejsavból történő szintézis, folyamatos belépés a májba az eritrocitákból,
• hipoglikémiával hosszabb böjt alatt - főként a fehérje-katabolizmus során képződött aminosavakból, valamint a tejsavból és a glicerinből származó szintézis.

Így a glükoneogenezis, amely a májba megy, minden más sejtet és szervet (vörösvérsejtek, idegszövet, izmok stb.) Glükózzal biztosít, amelyben a glükózt igénylő folyamatok aktívak. A glükóz bejuttatása ezekbe a sejtekbe szintén szükséges az oxalacetát koncentrációjának fenntartásához és a zsírsavakból vagy keton testekből származó acetil-SKOA TCA-ban történő elégetésének biztosításához.

Általában a glikolízis és a glükoneogenezis szabályozásának két módja különböztethető meg: a hormonok a hormonok és az anyagcsere részvételével, azaz a hormonok és a metabolizmus részvételével. a glükóz anyagcsere közbenső vagy végtermékei.

Három fő terület van, ahol ezeket a folyamatokat szabályozzák:

• első glikolízis reakció,
• a harmadik glikolízis reakció, és reverzibilis,
• a tizedik glikolízis reakció, és reverzibilis.

A glükoneogenezis szabályozása

A glükoneogenezis hormonális aktiválását glükokortikoidok végzik, amelyek fokozzák a piruvát-karboxiláz, foszfoinolpiruvát karboxikináz, fruktóz-1,6-difoszfatáz szintézisét. A glükagon foszforilációval stimulálja ugyanazokat az enzimeket az adenilát-cikláz-mechanizmuson keresztül.

A glükoneogenezis energiája a zsírsavak β-oxidációjából származik. Az oxidáció végterméke, az acetil-SCAA, alloszterikusan stimulálja az első glükoneogenezis enzim, a piruvát-karboxiláz aktivitását. Emellett az ATP részvételével a fruktóz-1,6-difoszfatáz stimulálódik.

A glikolízist és a glükoneogenezist szabályozó hormonális és metabolikus tényezők

A glikolízis szabályozása

Hormonális szabályozás

A májban inzulin stimulálja a glikolízist, ami növeli a kulcsfontosságú glikolízis enzimek számát (hexokináz, foszfofruktokináz, piruvát kináz).

A májban az inzulintól eltérő glükokináz aktivitást más hormonok szabályozzák:

• az aktiválást anonmagok okozzák,
• aktivitásuk elnyomja a glükokortikoidokat és az ösztrogént.

Más szövetekben a hexokinázok aktivitása

• emelkedik a pajzsmirigy-hormonok,
• csökkent a glükokortikoidok és a szomatotropin.

Metabolikus szabályozás

A nem-hepatikus sejtek hexokinázját gátolja a saját reakciója, a glükóz-6-foszfát.

foszfofruktokinázt:

• az AMP és a saját szubsztrátja (fruktóz-6-foszfát) által aktivált t
• gátolt - ATP, citromsav, zsírsavak.

A piruvát kinázt fruktóz-1,6-difoszfát aktiválja (közvetlen pozitív szabályozás).

A glükolízist stimuláló AMP-molekulákat az adenilát-kináz-reakcióban képződnek, amikor az ADP feleslege megjelenik. Különösen élénken az ilyen szabályozás értéke izomzatban jelentkezik:

glükoneogenézis

A glükoneogenezis a glükózmolekulák veséiből (kb. 10%) származó, más szerves vegyületek molekuláiból - energiaforrásokból, például szabad aminosavakból, tejsavból, glicerinből - kialakulásának folyamata. A szabad emlős zsírsavak nem használhatók glükoneogenezishez.

A tartalom

A glükoneogenezis szakaszai

A glükoneogenezis szakaszai megismétlik a glikolízis lépéseit az ellenkező irányban, és ugyanazokat az enzimeket katalizálják, kivéve a 4 reakciót:

1. Piruvát-oxalacetát (piruvát-karboxiláz enzim) átalakítása
2. Az oxaloacetát foszfoinolpiruvátban történő átalakítása (foszfoinolpiruvát-karboxi-kazáz enzim)
3. A fruktóz-1,6-difoszfát átalakítása fruktóz-6-foszfáttá (fruktóz-1,6-difoszfatáz enzim)
4. A glükóz-6-foszfát glükózzá (a glükóz-6-foszfatáz enzim) átalakulása

Összes glükoneogenezis egyenlet: 2 CH₃COCOOH + 4ATP + 2GTP + 2NADH. H + + 6H₂O = C₆H₁₂O₆ + 2NAD + 4ADP + 2GDP + 6P_n [1].

Szerep a testben

Amikor az emberi testben éhgyomorra aktívan használják a tápanyag tartalékokat (glikogén, zsírsavak). Ezek az aminosavak, keto-savak és más nem szénhidrát-vegyületek. Ezeknek a vegyületeknek a legtöbbje nem választódik ki a testből, hanem újrahasznosítják őket. Az anyagokat vérből más szövetekből a májba szállítják, és a glükóz-genetikában a glükóz szintézisére használják - a szervezetben az energia fő forrása. Így, amikor a test kimerült, a glükoneogenezis az energiaszubsztrátok fő szállítója.

jegyzetek

1. Ual Vizuális biokémia. Jan Kohlman, Klaus-Heinrich Rem, Jürgen Wirth. M., Mir, 2000, p

referenciák

• Keresse meg és rendezze lábjegyzetek formájában linkeket a jó hírű forrásokra, amelyek megerősítik az írást.
• Kiegészítse a cikket (a cikk túl rövid, vagy csak egy szótár definíciót tartalmaz).

Wikimedia Alapítvány. 2010.

Nézze meg, hogy a "Gluconeogenesis" más szótárakban:

glükoneogenezis - glükoneogenezis... Ortográfiai szótár-hivatkozás

GLUCONEOGENESIS - a glükózképződés folyamata egy állati testben (főleg a májban) a fehérjékből, zsírokból és más szénhidrátoktól eltérő anyagokból, például glicerinből... Nagy enciklopédikus szótár

GLUCONEOGENESIS - biochem. glükóz képződése nem szénhidrát prekurzorokból. Az élő szervezetekben a G. közepe a glükóz bioszintézise a piruvikusból a piruváttá. Általános egyenlet G: 2 piruvát + 4 ATP + 2 GTP (ITP) + + 2 NAD • H + 2H +... Biológiai enciklopédikus szótár

glükoneogenezis - lásd a glükogenezist. (Forrás: „Mikrobiológia: kifejezések szójegyzéke”, N. Firsov, M: Drofa, 2006)... A mikrobiológiai szótár

glükoneogenezis - n., szinonimák száma: 1 • reakció (33) ASIS Synonym Dictionary. VN Trishin. 2013... Szinonimák szótár

glükoneogenezis - - a glükóz bioszintézise, ​​a glikolízishez hasonlóan, de ellenkező irányba halad... A biokémiai kifejezések rövid leírása

Glükoneogenezis - Glükóz bioszintézis nem szénhidrát típusú prekurzorokból, például piruvátokból, aminosavakból, glicerinből.

A glükoneogenezis a fehérjékből, zsírokból és más anyagokból (nem szénhidrátokból) származó glükózképződés folyamata (elsősorban a májban), például glicerinből. * * * GLUCONEOGENESIS GLUCONEOGENESIS, a glükóz képződése az állati testben...... enciklopédikus szótár

GLUCONEOGENESIS - (a görög. Glykys édes, neos új és genesis születés, vonal), monoszacharidok (Ch. Arg. Glükóz) szintézise nem szénhidrát prekurzorokból, amelyek élő sejtekben előfordulnak enzimek hatására. G. az ellenkező irányba...... vegyi enciklopédia

GLUCONEOGENESIS - glükózképződés folyamata egy állati szervezetben (főleg a májban) fehérjékből, zsírokból stb., Például (nem szénhidrátokból). glicerinből. Kapribogyó: férfi és nőstény (fent)... Természettudomány. Enciklopédikus szótár

Glükoneogenezis. A máj szerepe a szénhidrát anyagcserében;

ATP felszabadulás aerob glükózbomlásban.

Az ATP kialakulása a glikolízis során kétféleképpen folytatható:

1. Szubsztrát-foszforiláció, amikor az ATP-t szintetizáljuk az ADP-ből és a H-ból₃RO₄ a szubsztrát makrogazdasági kötésének energiáját használjuk.

2. Oxidatív foszforiláció az elektron és a proton transzfer energiája következtében (szöveti légzési komplexek).

Aerob körülmények között 2 NADH molekula → a légzési lánc „mentésre kerül” és 3 · 2 = 6 ATP molekulát képez. (A légzőlánc oxidáló NADH-nak 3 foszforilációs pontja van - ezek I, III, IV.₂ - 3 molekula H₃RO₄. (P / O = 3) a foszforilációs együttható, figyelembe véve a piruvát képződés fázisában a foszforilációs reakciókban szintetizált 2 ATP molekulát, az első szakaszban 2ATP + 6ATP = 8ATP.

Ha a FAD-függő szubsztrátok a légző láncban oxidálódnak, akkor a konjugációs pontok 2: III és IV komplexek maradnak (P / O = 2) O molekulánként.₂ - 2 molekula H₃RO₄.

Így a harmadik szakaszban a hidrogén donor és a Krebs-ciklus megfelelő energiafüggvénye miatt 24 ATP-t kapunk.

Összességében az 1 mól glükóz aerob oxidációjának mindhárom szakaszában 38 mol ATP-t kapunk.

A glükóz bomlásának teljes energiája 2880 kJ / mol. A nagy energiájú ATP kötés hidrolízisének szabad energiája 50 kJ / mol. Az ATP szintéziséhez a glükóz oxidációjában 38,5 = 1900 kJ, ami a glükóz lebontásának teljes energiájának 65% -a. Ez a glükóz maximális energiahatékonysága.

Az anaerob glikolízis értéke.

A kis energiahatás ellenére az anaerob glikolízis a vázizomzat fő energiaforrása az intenzív munka kezdeti időszakában, azaz az intenzív munka során. olyan körülmények között, ahol az oxigénellátás korlátozott.

Emellett az érett vörösvérsejtek a glükóz anaerob oxidációjával kivonják az energiát, mivel nem rendelkeznek mitokondriumokkal.

A glükoneogenezis a nem szénhidrát anyagból származó glükóz szintézise.

A glükoneogenezis fő szubsztrátjai:

A laktát az anaerob glikolízis terméke az eritrocitákban és a működő izmokban, folyamatosan alkalmazzák a glükoneogenezisben.

A glicerin szabadul fel a zsírok hidrolízise során vagy a testmozgás során.

Aminosavak - az izomfehérjék lebomlása során keletkeznek, és a glükoneogenezisben tartós, éhgyomorra vagy hosszabb ideig tartó izommunkával járnak.

Krebs Cycle Substrates

A zsírsavak nem szolgálhatnak glükózforrásként.

A szubsztrátok glükoneogenezisbe való felvételének rendszere.

A glükoneogenezis biztosítja a szervezet glükóz szükségességét olyan esetekben, amikor a glükóz csökkenését nem kompenzálja a májglikogén. Például: viszonylag hosszú éhgyomorra, vagy a szénhidrátok éles korlátozására.

A vércukorszint fenntartása hosszabb éhgyomorra és intenzív fizikai terhelésre. Anaerob körülmények között az izmok csak glükózt használnak energiaigényekre;

A glükóz folyamatos ellátása energiaforrásként feltétlenül szükséges az idegszövet (agy) és a vörösvérsejtek számára.

A glükóz szükséges a zsírszövetben a glicerin szintéziséhez, amely a lipidek szerves része.

A glükoneogenezis folyamata elsősorban a májban jelentkezik és kevésbé intenzív a vese kortikális anyagában, valamint a bél nyálkahártyájában.

Glikolízis reakciók zajlanak a citoszolban, és a glükoneogenezis reakciók egy része a mitokondriumokban történik.

A különböző szubsztrátok beépítése a glikonogenezisbe a test fiziológiai állapotától függ.

A glükoneogenezis teljes egyenlete:

A glükóz legjelentősebb képződése, elsősorban a piruvátból, mivel könnyen átalakítható a fő glikogén aminosav-alanin, valamint a tejsav, amely jelentős mennyiségben az izmokból a vérbe gyakorolva, a májban az LDH hatása alatt oxidálódik. piruvát. A Krebs-ciklus szubsztrátjainak katabolizmusa során oxaloacetát képződik, amely szintén a glükoneogenezis reakcióba tartozik.

A glükoneogenezis fázisai egybeesnek a glikolízis reakciókkal, és ugyanazok az enzimek katalizálják, csak az ellenkező irányba haladnak.

Mindazonáltal nagyon fontos a tény, hogy a glikolízisben 3 reakciót katalizálnak a kinázok: hexokináz, foszfofruktokináz és piruvát kináz. Ezeket az akadályokat speciális reakciók révén a glükoneogenezisben megkerülik.

Fontolja meg a glükoneogenezis reakciókat, amelyek különböznek a glikolízis-reakcióktól, és más enzimeket használnak a glükoneogenezisben.

1. Foszfoinolpiruvát képződése piruvátból (a piruvát kináz reakció megkerülése).

A reakciót két enzim katalizálja: piruvát-karboxiláz és foszfoinol-piruvát-karboxi-kaáz.

Az első reakció a mitokondriumokban történik. Az enzim-piruvát-karboxiláz biotin-függő (a sejtekben a karboxilezési reakciók a H-vitamin részvételével történnek):

Piruvát + CO₂ + ATP + H₂A piruvát-karboxiláz-oxaloacetátról (SCHUK) + ADP + H₃RO₄

A reakció ATP alkalmazásával folytatódik.

Ezután a második, glükoneogenezis enzim, a foszfoinolpiruvát-karboxi-kaináz lép be a reakcióba, a reakció a citoszolban megy végbe:

SchUK + GTP foszfenolpiruvatcarbokskniaza Fostoenolpiruvát + BE₂ + GDF

Ebben a reakcióban a foszfoenolpiruvát maktoergikus kötésének kialakulása a GTP energiája, míg az oxaloacetát dekarboxilezése következik be.

Ezt követi a glikolízis-reakciók a fruktóz-1,6-difoszfát képződéséhez képest.

1. Fruktóz-1,6-difoszfát hidrolízis (a foszfofruktokináz reakció megkerülése).

Fruktóz-1,6-difoszfát + H₂Fruktozobifosfataza Fruktozo-6-foszfát + N-ről₃RO₄

1. A fruktóz-6-foszfát hidrolízise (a hexokináz reakció megkerülése)

Enzim - foszfatáz-glükóz-6-foszfát - foszforhexoizomeráz.

Glükóz-6-foszfát + N₂A glükóz-6-foszfatáz glükóz + N₃RO₄

A reakció során keletkező szabad glükózt a májból a véráramba juttatják, és a szövetek hasznosítják.

A piruvátból származó glükoneogenezis energiaegyensúlya: 6 mól ATP-t fogyasztunk 1 mól glükóz és 2 mól piruvát szintéziséhez.

fontos glicerinogenezis glicerinből és aminosavak.

A böjtölés során, amikor a zsírsavak energiát fogyasztanak, a glicerint nagy mennyiségben állítják elő, ami az ATP által aktivált glicerokináz hatására α-glicerin-foszfáttá alakul, majd glicerin-foszfát-dehidrogenázzal oxidálódik foszfo-dioxi-aceton-glikolízis-szubsztrátká.

Továbbá a foszfo-dioxi-acetont a glükóz szintézisében alkalmazzuk, azaz a glükóz szintézisét alkalmazzuk. glükoneogenezisben.

Glükoneogenezis laktátból.

Az aerob glikolízis során képződött laktát a májban piruváttá alakul át, és az intenzíven működő izmokban képződött laktát belép a vérbe, majd a májba, és az LDH által a glükoneogenezisben szereplő piruvát alakítja át, és a kapott glükóz belép a vérbe és a csontvázba kerül. izmok - ezt a szekvenciát Corey ciklusnak vagy a glükóz-laktát ciklusnak nevezik.

A glükoneogenezis során minden laktátmolekula esetében három ATP molekulát fogyasztanak (pontosabban két ATP és egy GTP); Mivel a glükóz képződése 2 laktátmolekulát igényel, a laktátból származó glükoneogenesis teljes folyamata a következő:

2 laktát + 6 ATP + 6 N₂Körülbelül → glükóz + 6 ADP + 6 N₃RO₄.

A kapott glükóz újra beléphet az izmokba, és tejsavvá válik.

Glükóz + 2 ADP + 2 N₃RO₄ → 2 laktát + 2 ATP + 2 N₂O.

Következésképpen a Corey-ciklus (glükóz-laktát-ciklus) hatására a dolgozó izmok 2 ATP-t termelnek 6 ATP fogyasztásával a májban.

A GLUKÓZUS SZINTÉZE AZ ÉLŐBEN (GLUCONEOGENESIS)

A glükoneogenezis a nem szénhidrát anyagból származó glükóz szintézisének folyamata. Emlősöknél ezt a funkciót elsősorban a máj, kisebb mértékben a vesék és a bélnyálkahártya sejtjei végzik. A glükoneogenezis fő szubsztrátjai a piruvát, laktát, glicerin, aminosavak (10. ábra).

A glükoneogenezis biztosítja a szervezet glükóz szükségességét azokban az esetekben, amikor az étrend elégtelen mennyiségű szénhidrátot tartalmaz (edzés, böjt). A tartós glükózbevitel különösen szükséges az idegrendszer és a vörösvérsejtek esetében. Ha a vérben a glükóz koncentrációja egy bizonyos kritikus szint alá csökken, az agyi funkciók károsodnak; súlyos hypoglykaemia esetén kóma fordul elő, és halál fordulhat elő.

A glikogén mennyisége a szervezetben elegendő ahhoz, hogy megfeleljen a glükózra vonatkozó követelményeknek az étkezések között. Amikor a szénhidrát vagy a teljes éhezés, valamint a tartós fizikai munka körülményei között a glükózkoncentráció a vérben van, a glükoneogenezis fenntartja. Ebben a folyamatban részt vehetnek olyan anyagok, amelyek piruváttá vagy más glükoneogenezis metabolitokká válhatnak. Az ábra a primer szubsztrátok glükoneogenezisbe való felvételének pontjait mutatja be:

A glükóz szükséges a zsírszövethez, mint glicerin forrás, amely a gliceridek része; jelentős szerepet játszik a citromsav-ciklus metabolitjainak hatékony koncentrációjának fenntartásában számos szövetben. Még akkor is, ha a test legtöbb kalóriaszükségletét zsír elégíti ki, mindig szükség van glükózra. Emellett a glükóz az anaerob körülmények között végzett csontrendszeri izomzat egyetlen üzemanyaga. Ez a tejcukor (laktóz) prekurzora az emlőmirigyekben, és a magzat aktívan fogyasztja a fejlődési időszakban. A glükoneogenezis mechanizmusát használják a szöveti anyagcsere-termékek eltávolítására a vérből, mint például az izmokban és a vörösvérsejtekben képződött laktát, a zsírszövetben folyamatosan képződő glicerin.

A különböző szubsztrátok glükoneogenezisbe való bevonása a test fiziológiai állapotától függ. A laktát az anaerob glikolízis terméke a vörösvérsejtekben és a működő izmokban. A glicerin felszabadul a zsírszövetben a zsírszövet hidrolízisében az adszorpció utáni időszakban vagy edzés közben. Az aminosavak az izomfehérjék lebontása következtében keletkeznek.

Hét glikolízis-reakció könnyen visszafordítható és a glükoneogenezisben használatos. De a három kináz reakció visszafordíthatatlan, és meg kell rázni (12. ábra). Így a fruktóz-1,6-difoszfát és a glükóz-6-foszfát specifikus foszfatázokkal defoszforilálódik, és a piruvát foszforil-piruvátot foszforilálva két közbenső szakaszon keresztül oxaloacetáton keresztül. Az oxaloacetát képződését piruvát-karboxiláz katalizálja. Ez az enzim biotint tartalmaz koenzimként. Az oxaloacetátot a mitokondriumokban alakítják ki, a citoszolba szállítják, és a glükoneogenezisbe tartozik. Figyelmet kell fordítani arra a tényre, hogy az irreverzibilis glikolízis-reakciók mindegyike a megfelelő irreverzibilis glükoneogenezis reakcióval együtt egy szubsztrátnak nevezett ciklust képez:

Három ilyen ciklus van - három visszafordíthatatlan reakció szerint. Ezek a ciklusok szabályozó mechanizmusok alkalmazási pontjaként szolgálnak, aminek következtében a metabolitok áramlása változik a glükóz bomlás útja mentén vagy a szintézis útja mentén.

Az első szubsztrát-ciklus reakcióinak irányát elsősorban a glükóz koncentrációja szabályozza. Az emésztés során a vérben a glükóz koncentrációja nő. A glükokináz aktivitás ilyen körülmények között maximális. Ennek eredményeként a glikolitikus reakció glükóz ® glükóz-6-foszfátja gyorsul. Ezenkívül az inzulin glükokináz szintézist indukál, és ezzel felgyorsítja a glükóz foszforilációját. Mivel a glükóz-6-foszfát (ellentétben az izom-hexokinázzal) nem gátolja a máj glükokinázt, a glükóz-6-foszfát fő része a glikolitikus útvonal mentén irányul.

A glükóz-6-foszfát glükózvá történő átalakítását egy másik specifikus foszfatáz - glükóz-6-foszfatáz katalizálja. A májban és a vesékben van jelen, de az izmokban és a zsírszövetben nincs jelen. Ennek az enzimnek a jelenléte lehetővé teszi, hogy a szövet a glükózt szállítsa a vérbe.

A glikogén bomlása glükóz-1-foszfát képződésével foszforiláz. A glikogén szintézise egy teljesen más úton halad, az uridin-difoszfát-glükóz képződésével, és a glikogén szintáz katalizálja.

A második szubsztrát-ciklus: a fruktóz-1,6-biszfoszfát fruktóz-6-foszfáttá történő átalakítását egy specifikus fruktóz-1,6-biszfoszfatáz enzim katalizálja. Ezt az enzimet a májban és a vesékben találták meg, az izomzatban is megtalálható.

A második szubsztrát-ciklus reakcióinak iránya a foszfofruktokináz és a fruktóz-1,6-biszfoszfát-foszfatáz aktivitásától függ. Ezen enzimek aktivitása a fruktóz-2,6-biszfoszfát koncentrációjától függ.

A fruktóz-2,6-biszfoszfát a fruktóz-6-foszfát foszforilezésével képződik a bifunkciós enzim (BIF) részvételével, amely szintén a fordított reakciót katalizálja.

A kináz aktivitás akkor jelentkezik, amikor a bifunkciós enzim defoszforilált formában (BIF-OH) van. A BIF defoszforilált formája az inzulin-glukagon index magas abszorpciós periódusára jellemző.

Alacsony inzulin-glükagon indexgel, amely egy hosszabb éhgyomri időszakra jellemző, a BIF foszforilációja és foszfatáz aktivitásának megnyilvánulása következik be, ami a fruktóz-2,6-biszfoszfát mennyiségének csökkenését, a glikolízis lassulását és a glükoneogenezisre való áttérést eredményezi.

A kináz- és foszfatáz-reakciókat a BIF különböző aktív helyei katalizálják, de az enzim mindkét állapotában - foszforilálva és defoszforilálva - az egyik aktív hely gátolódik.

Hozzáadás dátuma: 2015-09-18; Megtekintések: 1298; SZERZŐDÉSI MUNKA

Glükoneogenezis a májban

A glükoneogenezis a nem szénhidrát termékekből származó glükóz szintézise. Az ilyen termékek vagy metabolitok elsősorban tej- és piruvinsav, az úgynevezett glikogén aminosavak és számos más vegyület. Más szavakkal, a glükózgenesisben lévő glükóz prekurzorok lehetnek piruvátok vagy bármely olyan vegyület, amely a katabolizmus során piruváttá alakul, vagy a trikarbonsav-ciklus egyik közbenső terméke. A gerinces állatokban a glükoneogenezis a máj és a vesék (agykéreg) sejtjeiben a legintenzívebb.

A glükoneogenezis legtöbb fázisa a glikolízis reakciók megfordulása. Csak három glikolízis-reakció (hexokináz, foszfofruktokináz és piruvát kináz) irreverzibilis, ezért más enzimeket három lépésben használnak a glükoneogenezis folyamatában. Tekintsük a glukóz szintézis útját a piruvátból.

Foszfoenol-piruvát képződése piruvátból. A foszfoenolpiruvát szintézisét több lépésben végzik. Kezdetben piruvát a piruvát-karboxiláz hatására és a CO részvételével₂ és ATP karboxilezett (a CO aktív formája)₂, amelynek kialakulásában az ATP mellett biotin is részt vesz.) oxaloacetát képződésével:

Ezután a dekarboxilezés és a foszforol-piruvát karboxikináz (az enzim nevét a fordított reakció segítségével) hatására dekarboxilezés és foszforiláció eredményeként az oxaloacetát foszfoinolpiruvátokká alakul. A foszfátmaradék donora a reakcióban guanozin-trifoszfát (GTP):

Később kiderült, hogy mind a citoplazma, mind a mitokondriális enzimek szerepet játszanak a foszfoenolpiruvát kialakulásában.

Az első szakasz mitokondriumokban van lokalizálva (88. ábra). A reakciót katalizáló piruvát-karboxiláz alloszterikus mitokondriális enzim. Az enzim alloszterikus aktivátoraként acetil-CoA-t kell alkalmazni. A mitokondriális membrán áthatolhatatlan a kapott oxaloacetát számára. Az utóbbit a malátában is helyreállítják:

A reakció mitochondriális NAD-függő malát-dehidrogenáz részvételével folytatódik. A mitokondriumokban az NADH aránya₂A NAD viszonylag nagy, ezért intramitokondriális oxaloacetát könnyen helyreállítható a malátra, amely könnyen elhagyja a mitokondriumokat, áthaladva a mitokondriális membránon. A citoplazmában az NADH aránya₂/ OVER nagyon kicsi és a malátot ismét oxidálják oxaloacetáttá a citoplazmatikus NAD-függő malát-dehidrogenáz részvételével:

Az oxaloacetát további átalakulása foszfoinolpiruváttá történik a sejt citoplazmájában. Az 1. ábrán A 89. ábra a foszfoenol-piruvát piruvátból való képződésének fenti eljárását mutatja.

A fruktóz-1,6-difoszfát átalakítása fruktóz-6-foszfáttá. A piruvátból képződött foszfoenol-piruvátot fruktóz-1,6-difoszfáttá alakítjuk át egy reverzibilis glikolízis-reakció eredményeként. Ezt követi a foszfofruktokináz reakció, amely visszafordíthatatlan. A glükoneogenezis megkerüli ezt az endergon reakciót. A fruktóz-1,6-difoszfát fruktóz-6-foszfáttá történő átalakítását specifikus foszfatáz katalizálja:

Meg kell jegyezni, hogy az AMP gátolja a fruktóz-bisz-foszfatázt, és az ATP aktiválja, azaz ezek a nukleotidok hatással vannak a fruktóz-bisz-foszfatázra, ami ellentétes a foszfofruktokinázra gyakorolt ​​hatásukkal (lásd 329. oldal). Amikor az AMP koncentrációja alacsony és az ATP koncentrációja magas, a glükoneogenezist stimuláljuk. Ezzel ellentétben, ha az ATP / AMP arány alacsony, a sejtben glükózelosztás történik.

A glükóz képződése glükóz-6-foszfátból. A glükóz bioszintézis későbbi reverzibilis stádiumában a fruktóz-6-foszfát glükóz-6-foszfáttá alakul. Az utóbbit defoszforilezhetjük (azaz a reakció a hexokináz reakció körül megy végbe) a glükóz-6-foszfatáz enzim hatása alatt:

Az 1. ábrán A 89. ábra "bypass" reakciókat mutat be a piruvát és laktát glükóz bioszintézisében. Érdekes megjegyezni, hogy az aktív aktivitás során az izomszövetben intenzíven előforduló glikolízis és a glükoneogenezis között szoros kapcsolat van, különösen a májszövetre jellemző. A megnövekedett glikolízis eredményeként a maximális izomaktivitás következtében a tejsav feleslege diffundál a vérbe. A máj felesleges laktátjának jelentős része glükózzá (glükoneogenezis) alakul át. A májban képződött glükóz ezután felhasználható az izomszövet aktivitásához szükséges energiaszubsztrátumként. A glükolízis folyamatainak összefüggése az izomszövetben és a máj glükoneogenezisében a diagramon látható.

A piruvát aerob metabolizmusa

A rosszul oxigénnel ellátott sejtek a glikolízis energiája miatt részben vagy teljes mértékben létezhetnek. A legtöbb szövet azonban az aerob folyamatok (például a piruvát oxidációja) miatt energiát kap. A glikolízis során a piruvinsavat helyreállítják és tejsavvá alakítják át - az anaerob anyagcsere végtermékét; aerob transzformáció esetén a piruvinsav oxidatív dekarboxilezésen megy át, hogy acetil-CoA-t képezzen, amelyet ezután vízre és CO-ra oxidálhatunk.₂.

A piruvát acetil-CoA-ra oxidálása (piruvinsav oxidatív dekarboxilezése)

A piruvát acetil-CoA-ra történő oxidációja, amelyet a piruvát-dehidrogenáz rendszer katalizál, több lépésben folytatódik (90. ábra). Három enzim (piruvát-dehidrogenáz, lipoacetil-transzferáz, lipoamid-dehidrogenáz) és öt koenzim (NAD, FAD, tiamin-difoszfát, liponsav-amid és A-koenzim) vesz részt. Összességében a reakció a következőképpen írható:

Piruvát + NAD + HS-KoA -> Acetil-CoA + NADH₂ + CO₂

A reakciót a standard szabad energia jelentős csökkenése kíséri, és gyakorlatilag visszafordíthatatlan.

A piruvát oxidatív dekarboxilezésének első lépését a piruvát-dehidrogenáz enzim (E) katalizálja.₁); Ebben a reakcióban a koenzim TDF. Megszakad₂, és a hidroxi-etil-származék TDF piruvátból van:

Az eljárás második szakaszában az E komplex hidroxi-etil-csoportja van₁ - THP-CHOH-CH₃ átvisszük a liponsav-amidba, amely viszont a lipoatacetil-transzferáz enzimhez (E₂). Az acetil a liponsavamid redukált formájához kapcsolódik, és a TDF-E felszabadul.₁.

Az acetil-lipoát (amely az enzimkomplexhez kapcsolódik) kölcsönhatásba lép az A koenzimmal (harmadik szakasz). A reakciót a lipoát-acetil-transzferáz enzim (E.) Katalizálja₂). Acetil CoA képződik, amely elkülönül az enzimkomplextől:

A negyedik szakaszban a redukált liponsav oxidációja diszulfid formává válik. A reakciót a lipoamid-dehidrogenáz enzim (E.) Katalizálja₃), amely FAD koenzimet tartalmaz, amely képes csökkenteni:

Végül az ötödik szakaszban, E₃-FADH₂ oxidálja a NAD. A reakció eredményeként az oxidált E formát regeneráljuk.₃-FAD és NADH képződik₂:

Az oxidatív dekarboxilezés során képződött acetil-CoA további oxidációval megy végbe a CO képződésével a végén₂ és H₂Más szóval, az acetil-CoA teljes oxidációja a trikarbonsav-ciklusban vagy a Krebs-ciklusban történik. Ezt a folyamatot, valamint a piruvát oxidatív dekarboxilezését a sejtek mitokondriumában végzik.

Glikoxilát ciklus

A glükoneogenezis folyamatában lévő magasabb növényekben és mikroorganizmusokban a glioxilát-ciklus fontos szerepet játszik. Ennek a ciklusnak köszönhetően a magasabb növények és mikroorganizmusok képesek a szénhidrogén-metabolitok, és így az acetil-CoA szénhidrátokká alakítására. Állati sejtekben a glioxilát-ciklusban nincsenek két legfontosabb enzim: a lizáz és a malát szintetáz izocitrálása, és ezért ez a ciklus nem végezhető el.

A glikoxilát-ciklus általános rendszere a következőképpen ábrázolható:

glükoneogenézis

A glükoneogenezis a nem szénhidrát jellegű anyagokból származó glükóz szintézise, ​​elsősorban a májban, kevésbé intenzíven a vesék és a bélnyálkahártya kortikális anyagában.

A glükoneogenezis funkciója a vércukorszint fenntartása a tartós éhgyomorra és az intenzív fizikai terhelés során. Az idegszövet és a vörösvérsejtek esetében különösen szükséges az energiaforrásként történő állandó glükózbevitel.

Glükoneogenezis szubsztrátok - PVC, tejsav, glicerin, aminosavak. A glükoneogenezisbe való beépülése a szervezet élettani állapotától függ.

A glükoneogenezis legtöbb reakciója fordított glikolízis. Ezeket ugyanazok az enzimek katalizálják, mint a megfelelő glikolízis reakciókat.

Három glikolízis reakció (hexokináz (1), foszfofruktokináz (3), piruvát (10)) irreverzibilis, és a glükoneogenezis során más enzimek is működnek ezekben a szakaszokban.

A glükóz szintézise PVC-ből.

Az első lépés a foszfoinolpiruvát előállítása PVC-ből.

a) PVA karboxilezése piruvát-karboxiláz hatására, mitokondriumokban oxaloacetát képződésével:

A piruvát-karboxiláz egy mitokondriális enzim, amelynek alloszterikus aktivátora acetil-KoA. Az oxaloacetát esetében a mitokondriális membrán áthatolhatatlan, ezért a mitokondriumokban lévő oxaloacetát a mitokondriális NAD-függő malát-dehidrogenáz részvételével malátvá alakul:

A malát a mitokondriumokból kilép a mitokondriális membránon keresztül a citoszolba, ahol a citoplazmatikus NAD-függő malát-dehidrogenáz oxidálódik oxaloacetáttá:

b) az oxaloacetát dekarboxilezését és foszforilezését a sejt citoszoljában foszfoinol-piruvát képződésével végezzük; enzim - foszfoinolpiruvát-karboxi-kazáz:

2. szakasz - a fruktóz-1,6-biszfoszfát fruktóz-6-foszfáttá történő átalakítása.

A reverzibilis glikolízis reakciók eredményeként a foszfoenolpiruvátot fruktóz-1,6-foszfáttá alakítják át. Ezt követi az irreverzibilis foszfolisztokináz glikolízis reakció. A glükoneogenezis megkerüli ezt a reakciót:

A harmadik lépés a fruktóz-6-foszfátból származó glükóz képződése.

A fruktóz-6-foszfát glükóz-6-foszfáttá alakul át, amely defoszforilálódik (a reakció a hexokináz körül megy) a glükóz-6-foszfatáz hatására:

194.48.155.245 © studopedia.ru nem a közzétett anyagok szerzője. De biztosítja a szabad használat lehetőségét. Van szerzői jog megsértése? Írjon nekünk | Kapcsolat.

AdBlock letiltása!
és frissítse az oldalt (F5)
nagyon szükséges