Фазе глукоконеогенезе (реакције) и регулација

Тхе глуконеогенеза То је метаболички процес који се јавља у готово свим живим бићима, укључујући биљке, животиње и различите врсте микроорганизама. Састоји се од синтезе или формирања глукозе из једињења која садрже угљеник, као што су аминокиселине, гликогени, глицерол и лактат.

То је један од начина метаболизма угљених хидрата који је анаболичког типа. Синтетизује или формира молекуле глукозе присутне углавном у јетри и, у мањој мери, у кортексу бубрега људи и животиња.

Овај анаболички процес се одвија након инверзног смисла катаболичког пута глукозе, који има различите специфичне ензиме у иреверзибилним тачкама гликолизе..

Глуконеогенеза је важна за повећање нивоа глукозе у крви и ткивима у случајевима хипогликемије. Такође ублажава смањење концентрације угљених хидрата у продуженом посту или у другим ситуацијама.

Индек

• 1 Карактеристике
  • 1.1 То је анаболички процес
  • 1.2 Обезбедите залихе глукозе
• 2 Фазе (реакције) глуконеогенезе
  • 2.1 Синтетичка рута
  • 2.2 Деловање ензима фосфоенолпируват карбоксикиназе
  • 2.3 Деловање ензима фруктоза-1,6-бисфосфатазе
  • 2.4 Дјеловање ензима глукоза-6-фосфатазе
• 3 Глуцонеогениц Прецурсорс
  • 3.1 Лактат
  • 3.2 Пирувате
  • 3.3 Глицерол и други
• 4 Регулација глуконеогенезе
• 5 Референце

Феатурес

То је анаболички процес

Глуконеогенеза је један од анаболичких процеса метаболизма угљених хидрата. Кроз свој механизам, глукоза се синтетише из прекурсора или супстрата формираних од малих молекула.

Глукоза се може генерисати из једноставних биомолекула протеинске природе, као што су глукозне аминокиселине и глицерол, а друга долази из липолизе триглицерида у адипозном ткиву.

Лактат такође функционише као супстрат и, у мањој мери, непарне ланчане масне киселине.

Обезбедите залихе глукозе

Глуконеогенеза је од великог значаја за жива бића, а посебно за људско тело. То је због тога што служи да у посебним случајевима обезбеди велику потражњу за глукозом коју мозак захтева (120 грама дневно, отприлике)..

Који делови тела захтевају глукозу? Нервни систем, бубрежна медула, међу другим ткивима и ћелијама, као што су црвене крвне ћелије, које користе глукозу као једини или главни извор енергије и угљеника.

Глукозне залихе попут гликогена у јетри и мишићима једва су довољне за један дан. Ово без разматрања дијете или интензивних вежби. Из тог разлога, кроз глуконеогенезу, тело се снабдева глукозом формираном од других не-угљених хидрата прекурсора или супстрата.

Исто тако, овај пут интервенише у хомеостази глукозе. Глукоза настала овим путем, осим што је извор енергије, је супстрат других анаболичких реакција.

Пример за то је случај биосинтезе биомолекула. Међу њима су глукокоњугати, гликолипиди, гликопротеини и аминоазуцири и други хетерополисахариди.

Фазе (реакције) глуконеогенезе

Синтхетиц роуте

Глуконеогенеза се спроводи у цитосолу или цитоплазми ћелија, углавном јетре и у мањој мери у цитоплазми ћелија бубрежног кортекса..

Њен синтетички пут представља велики део реакција гликолизе (катаболички пут глукозе), али у супротном смеру.

Међутим, важно је напоменути да ће 3 реакције гликолизе које су термодинамички иреверзибилне бити у глуконеогенези која је катализована специфичним ензимима различитима од оних који су укључени у гликолизу, што омогућава да се реакције дешавају у супротном смеру.

То су специфично оне гликолитичке реакције које катализују ензими хексокиназа или глукокиназа, фосфофруктокиназа и пируват киназа..

Прегледом кључних корака глуконеогенезе катализоване специфичним ензимима, конверзија пирувата у фосфоенолпируват захтева низ реакција.

Први се јавља у митохондријској матрици са конверзијом пирувата у оксалоацетат, катализовану пируват карбоксилазом..

За узимање оксалоацетата, митохондријална малат дехидрогеназа мора да се претвори у малат. Овај ензим се транспортује митохондријама у цитосол, где се поново трансформише у оксалоацетат малат дехидрогеназом која се налази у ћелијској цитоплазми..

Деловање ензима фосфоенолпируват карбоксикиназе

Деловањем ензима фосфоенолпируват карбоксикиназе (ПЕПЦК) оксалоацетат се конвертује у фосфоенолпируват. Одговарајуће реакције су сажете у наставку:

Пирувате + ЦО₂ + Х₂О + АТП => Оксалоацетат + АДП + П_и + 2Х⁺

Оксалоацетат + ГТП <=> Фосфоенолпирувато + ЦО₂ + БДП

Сви ови догађаји омогућавају трансформацију пирувата у фосфоенолпируват без интервенције пируват киназе, која је специфична за гликолитички пут.

Међутим, фосфоенолпируват се трансформише у фруктозу-1,6-бисфосфат дејством гликолитичких ензима који катализују ове реакције на реверзибилан начин..

Деловање ензима фруктоза-1,6-бисфосфатазе

Следећа реакција која замењује дејство фосфофруктокиназе у гликолитичком путу је она која трансформише фруктозу-1,6-бисфосфат у фруктоза-6-фосфат. Ензим фруктоза-1,6-бисфосфатаза катализира ову реакцију у глуконеогеном путу, који је хидролитички и резимиран у наставку:

Фруктоза-1,6-бисфосфат + Х₂О => Фруктоза-6-фосфат + П_и

Ово је једна од тачака регулације глуконеогенезе, пошто је за овај ензим потребан Мг²⁺ за вашу активност. Фруктоза-6-фосфат пролази кроз реакцију изомеризације која се катализира ензимом фосфоглукоизомераза који га трансформише у глукозу-6-фосфат.

Деловање ензима глукоза-6-фосфатазе

Коначно, трећа од ових реакција је конверзија глукоза-6-фосфата у глукозу.

Ово се одвија кроз деловање глукозе-6-фосфатазе која катализира реакцију хидролизе и која замењује иреверзибилно дејство хексокиназе или глукокиназе у гликолитичком путу.

Глукоза-6-фосфат + Х₂О => Глукоза + П_и

Овај ензим глукоза-6-фосфатаза је везан за ендоплазматски ретикулум ћелија јетре. Такође је потребан Мг кофактор²⁺ да изврши своју каталитичку функцију.

Његова локација гарантује функцију јетре као синтетизатора глукозе да задовољи потребе других органа.

Глуконеогениц прецурсорс

Када у телу нема довољно кисеоника, као што се може десити у мишићима и еритроцитима у случају дуже вежбе, долази до ферментације глукозе; то јест, глукоза није потпуно оксидована под анаеробним условима и због тога се производи лактат.

Исти производ може проћи у крв и одатле у јетру. Тамо ће деловати као глуконеогени супстрат, пошто ће након уласка у Цори циклус лактат постати пируват. Ова трансформација је последица дејства ензима лактат дехидрогеназе.

Лацтате

Лактат је важан глуконеогени супстрат људског тела и када се резерве гликогена исцрпе, конверзија лактата у глукозу помаже да се напуни складиште гликогена у мишићима и јетри..

Пирувате

С друге стране, кроз реакције које чине такозвани циклус глукоза-аланин, долази до трансаминације пирувата..

Ово се налази у екстра хепатичним ткивима, чинећи трансформацију пирувата у аланин, што је још један од важних глуконеогених супстрата..

У екстремним условима продуженог гладовања или других метаболичких промена, катаболизам протеина ће бити извор глукогенских аминокиселина као последња опција. Они ће формирати посреднике Кребсовог циклуса и генерисати оксалоацетат.

Глицерол и други

Глицерол је једини важан глуконеогени супстрат који потиче од метаболизма липида.

Отпушта се током хидролизе триацилглицерида, који се складиште у масном ткиву. Они се трансформишу узастопним реакцијама фосфорилације и дехидрогенације до дихидроксиацетон фосфата, који прате глуконеогени пут до формирања глукозе.

С друге стране, неколико непарних масних киселина су глуконеогене.

Регулација глуконеогенезе

Једна од првих контрола глуконеогенезе врши се уносом хране са ниским садржајем угљених хидрата, што доводи до нормалног нивоа глукозе у крви..

Насупрот томе, ако је унос угљених хидрата низак, пут глуконеогенезе ће бити важан за задовољење потреба организма за глукозом..

Постоје и други фактори укључени у реципрочну регулацију између гликолизе и глуконеогенезе: нивои АТП. Када су високе, гликолиза је инхибирана, док је глуконеогенеза активирана.

Обрнуто се дешава са нивоима АМП: ако су високе, активира се гликолиза, али се глуконеогенеза инхибира.

У реакцијама које катализирају специфични ензими у глуконеогенези постоје одређене контролне тачке. Који? Концентрација ензимских супстрата и кофактора као што је Мг²⁺, и постојање активатора као што је фосфофруктокиназа.

Фосфофруктокиназа се активира АМП-ом и утиче на хормоне панкреаса инсулин, глукагон, па чак и неке глукокортикоиде.

Референце

1. Матхевс, Холде и Ахерн. (2002). Биоцхемистри (3. изд.). Мадрид: ПЕАРСОН
2. Викибоокс. (2018). Принципи биохемије / глуконеогенезе и гликогенезе. Такен фром: ен.викибоокс.орг
3. Схасхикант Раи. (Децембар 2017). Регулација, мерења и поремећаји глуконеогенезе. Преузето из: ресеарцхгате.нет
4. Глуцонеогенесис [ПДФ] Преузето из: имед.станфорд.еду
5. Предавање 3 - Гликолиза и глуконеогенеза. [ПДФ] Преузето из: цхем.увец.еду
6. Глуцонеогенесис [ПДФ] Преузето из: цхемистри.цреигхтон.еду