glukoneogenesen

Glukoneogenese er syntesen av glukose fra ikke-karbohydratprodukter. Slike produkter eller metabolitter er hovedsakelig melkesyre og pyrodruesyre, de såkalte glykogene aminosyrene, glyserol og en rekke andre forbindelser. Med andre ord kan glukoseforløpere i glukoneogenese være pyruvat eller en hvilken som helst forbindelse som omdannes til pyruvat under katabolisme eller et av mellomproduktene av tricarboxylsyre-syklusen.

Hos vertebrater er glukoneogenese mest intens i celler i lever og nyrer (i kortikalstoffet).

De fleste stadier av glukoneogenese er en omvendt glykolysereaksjon. Bare 3 glykolysereaksjoner (heksokinase, fosfokreksokinase og pyruvatkinase) er irreversible. Derfor brukes andre enzymer i prosessen med glukoneogenese i 3 faser. Vurder veien til glukose syntese fra pyruvat.

Dannelse av fosfoenolpyruvat fra pyruvat. Syntese av fosfoenolpyruvat utføres i flere stadier. I utgangspunktet pyruvat under påvirkning av pyruvatkarboksylase og med deltakelse av CO₂ og ATP er karboksylert for å danne oksaloacetat:

Så, som et resultat av dekarboksylering og fosforylering under påvirkning av enzymet fosfoenolpyruvat-karboksylase, omdannes oxaloacetat til fosfoenolpyruvat. Donatoren av fosfatresten i reaksjonen er guanosintrifosfat (GTP):

Det er blitt fastslått at cytosol og mitokondrie enzymer er involvert i dannelsen av fosfoenolpyruvat.

Den første fasen av syntesen fortsetter i mitokondriene (figur 10.6). Pyruvatkarboksylase, som katalyserer denne reaksjonen, er et allosterisk mitokondrielt enzym. Acetyl-CoA kreves som en allosterisk aktivator av dette enzymet. Mitokondriamembranen er ugjennomtrengelig for det resulterende oksaloacetatet. Sistnevnte er her, i mitokondrier, gjenopprettet til malate:

Reaksjonen fortsetter med deltagelse av mitokondriell NAD-avhengig malat dehydrogenase. I mitokondrier er NADH / NAD + forholdet relativt høyt, og derfor er intramitokondrialt oksaloacetat lett gjenopprettet til malat, som lett forlater mitokondriene gjennom mitokondriamembranen. I cytosol er NADH / NAD + forholdet svært lavt, og malat oksyderes igjen med deltagelse av cytoplasmatisk NAD-avhengig malat dehydrogenase:

Ytterligere omdannelse av oksaloacetat til fosfoenolpyruvat skjer i cytosol av cellen.

Omdannelsen av fruktose-1,6-bisfosfat til fruktose-6-fosfat. Som et resultat av en rekke reversible glykolysereaksjoner, blir fosfo-enolpyruvat dannet fra pyruvat til fruktose-1,6-bisfosfat. Dette følges av fosfofructokinase-reaksjonen, som er irreversibel. Glukoneogenese omgår denne endergoniske reaksjonen. Omdannelsen av fruktose-1,6-bis-fosfat til fruktose-6-fosfat katalyseres av spesifikk fosfatase:

Fig. 10.6. Dannelsen av fosfoenol-pyruvat fra pyruvat. 1-pyruvat-karboksylase; 2 - malat dehydrogenase (mitokondriell); 3-malat dehydrogenase (cytoplasmatisk); 4-fosfoenolpyruvat-karboksykinase.

Fig. 10.7. Glykolyse og glukoneogenese. De røde pilene indikerer "bypass" -banene for glukoneogenese i biosyntesen av glukose fra pyruvat og laktat; tallene i kretsene indikerer det tilsvarende trinnet av glykolyse.

Dannelsen av glukose fra glukose-6-fosfat. I det etterfølgende reversible stadium av glukosebiosyntese omdannes fruktose-6-fosfat til glukose-6-fosfat. Sistnevnte kan defosforyleres (dvs. reaksjonen omgår heksokinasereaksjonen) under påvirkning av enzymet glukose-6-fosfatase:

På fig. 10.7 presenterer "bypass" reaksjoner av glukoneogenese i biosyntese av glukose fra pyruvat og laktat.

Regulering av glukoneogenese. Et viktig punkt i reguleringen av glukoneogenese er reaksjonen katalysert av pyruvat-karboksylase. Rollen av den positive allosteriske modulatoren av dette enzymet utføres av acetyl-CoA. I fravær av acetyl CoA er enzymet nesten helt uten aktivitet. Når mitokondrielt acetyl-CoA akkumuleres i cellen, øker biosyntesen av glukose fra pyruvat. Det er kjent at acetyl-CoA samtidig er en negativ modulator av pyruvat-dehydrogenaskomplekset (se nedenfor). Følgelig reduserer akkumuleringen av acetyl CoA den oksidative dekarboksylering av pyruvat, som også bidrar til omdannelsen av sistnevnte til glukose.

Et annet viktig punkt i reguleringen av glukoneogenese er reaksjonen katalysert av fruktose-1,6-bisfosfatase, et enzym som hemmer av AMP. AMP har motsatt effekt på fosfofructokinase, det vil si for dette enzymet er det en allosterisk aktivator. Ved lave konsentrasjoner av AMP og høye nivåer av ATP, stimuleres glukoneogenese. Tvert imot, når ATP / AMP-forholdet er lite, observeres glukoseplitting i cellen.

I 1980 oppdaget en gruppe belgiske forskere (G. Hers og andre) fruktose-2,6-bisfosfat i levervev, som er en kraftig regulator av aktiviteten til de to listede enzymene:

Fructose 2,6-bisfosfat aktiverer fosfofructokinase og hemmer fruktose-1,6-bisfosfatase. En økning i nivået av fruktose-2,6-bis-fosfat i cellen bidrar til en økning i glykolyse og en reduksjon av glukoneogenesen. Ved å redusere konsentrasjonen av fruktose-2,6-bisfosfat, er motsatt sant.

Det er fastslått at biosyntesen av fruktose-2,6-bisfosfat kommer fra fruktose-6-fosfat med ATP-deltakelse, og det bryter opp i fruktose-6-fosfat og uorganisk fosfat. Biosyntesen og dekomponeringen av fruktose-2,6-bis-fosfat katalyseres av det samme enzym, dvs. Dette enzymet er bifunksjonelt, det har både fosokinase og fosfataseaktivitet:

Det er også vist at det bifunksjonelle enzymet i sin tur er regulert av cAMP-avhengig fosforylering. Fosforylering fører til en økning i fosfataseaktivitet og en reduksjon i fosfokinaseaktiviteten til et bifunksjonelt enzym. Denne mekanismen forklarer den raske effekten av hormoner, spesielt glukagon, på nivået av fruktose 2,6-bisfosfat i cellen (se kapittel 16).

Aktiviteten til et bifunksjonelt enzym reguleres også av visse metabolitter, blant hvilke glykrolol-3-fosfat er av største betydning. Effekten av glycerol-3-fosfat på enzymet i sin retning er lik den effekten som observeres når den fosforyleres av cAMP-avhengige proteinkinaser.

For tiden finnes fruktose-2,6-bisfosfat, i tillegg til leveren, også i andre organer og vev av dyr, så vel som i planter og mikroorganismer.

Det har blitt vist at glukoneogenese også kan reguleres indirekte, dvs. gjennom en forandring i aktiviteten til et enzym som ikke er direkte involvert i syntese av glukose. Det ble således fastslått at enzymet glykolysepyruvatkinase finnes i 2 former - L og M. Form L (fra den engelske. Lever - leveren) hersker i vev som er i stand til glukoneogenese. Dette skjemaet hemmes av et overskudd av ATP og noen aminosyrer, spesielt al-Nin. M-form (fra den engelske muskelmuskelen) er ikke underlagt slike regler. Under betingelser med tilstrekkelig energiforsyning til cellen, hemmes L-formen av pyruvatkinase. Som en følge av inhiberingen, reduseres glykolyse og betingelser som fremmer glukoneogenegenese, opprettes.

Endelig er det interessant å merke seg at det er et nært forhold mellom glykolyse, som er intenst forekommende i muskelvev under aktiv aktivitet og glukogenogenese, spesielt karakteristisk for leverenvevet. Med maksimal muskelaktivitet som følge av økt glykolyse, diffunderer et overskudd av melkesyre inn i blodet, og en betydelig del av den omdannes til glukose (glukoneogenese) i leveren. Slike glukose kan da brukes som et energisubstrat som er nødvendig for aktiviteten av muskelvev. Forholdet mellom glykolyseprosesser i muskelvev og glukoneogenese i leveren kan representeres som en ordning:

Glukoneogenese i leveren

Glukoseformasjon fra laktat. Laktatet dannet i intensivt arbeidende muskler eller i cellene med den overveiende anaerobe metoden for glukosekatabolisme går inn i blodet og deretter inn i leveren. I leveren er NADH / NAD + -forholdet lavere enn i kontraherende muskel, derfor fortsetter laktatdehydrogenase-reaksjonen i motsatt retning, dvs. mot dannelsen av pyruvat fra laktat. Deretter er pyruvat involvert i glukoneogenese, og den resulterende glukose kommer inn i blodet og absorberes av skjelettmuskler. Denne rekkefølgen av hendelser kalles "glukose-laktat syklus "eller" Corey syklus".

Corey-syklusen utfører 2 viktige funksjoner: 1 - sørger for bruk av laktat; 2 - forhindrer akkumulering av laktat og som en konsekvens en farlig nedgang i pH (melkesyreose). En del av pyruvat dannet fra laktat oksyderes ved leveren til CO₂ og H₂A. Oksydasjonsenergien kan brukes til å syntetisere ATP, som er nødvendig for glukoneogenesereaksjoner.

Dannelsen av glukose fra aminosyrer. Aminosyrer, som, når de blir kataboliserte, blir til pyruvat eller metabolitter av citrat syklusen, kan betraktes som potensielle forløpere av glukose og glykogen og kalles glykogen. For eksempel er oksa-loacetat, som er dannet fra asparaginsyre, et mellomprodukt av både citrat syklus og glukoneogenese. Av alle aminosyrene som kommer inn i leveren er ca 30% alanin. Dette skyldes at nedbrytningen av muskelproteiner produserer aminosyrer, hvorav mange omdannes umiddelbart til pyruvat, eller først til oksaloacetat, og deretter til pyruvat. Sistnevnte er omdannet til alanin, og får en aminogruppe fra andre aminosyrer. Alanin fra musklene transporteres med blod til leveren, der det omdannes til pyruvat, som delvis oksyderes og delvis innlemmes i glukose-neogenese. Derfor er det følgende rekkefølge av hendelser (glukose-alanin syklus): glukose i muskler → pyruvat i muskler → alanin i muskler → alanin i leveren → glukose i leveren → glukose i musklene. Hele syklusen fører ikke til økning i mengden glukose i musklene, men det løser problemene med transport av amino nitrogen fra musklene til leveren og forhindrer melkesyreoseose.

Glukoseformasjon fra glyserol. Glycerol dannes ved hydrolyse av triacylglyceroler, hovedsakelig i fettvev. Bare de vevene som har enzymet glycerol kinase, for eksempel lever, nyrer, kan bruke det. Dette ATP-avhengige enzymet katalyserer omdannelsen av glyserol til a-glycerofosfat (glycerol-3-fosfat). Når glycerol-3-fosfat inngår i glukoneogenese, dehydreres den med NAD-avhengig dehydrogenase for å danne dihydroksyacetonfosfat, som videre omdannes til glukose.

35.35 Ideen om pentosefosfatveien av glukoseformasjoner. Oksidasjonsreaksjoner (til stadium av ribulose-5-fosfat). Fordeling og totale resultater av denne banen (dannelse av pentoser, NADPH og energi)

Pentosefosfatbane, også kalt heksomonofosfat-shunt, tjener som et alternativ ved oksydasjon av glukose-6-fosfat. Pentosefosfatveien består av 2 faser (deler) - oksidativ og ikke-oksidativ.

I oksidasjonsfasen oksyderer glukose-6-fosfat irreversibelt i pentose-ribulose-5-fosfat, og redusert NADPH dannes. I den ikke-oksidative fase omdannes ribulose-5-fosfat reversibelt til ribose-5-fosfat- og glykolysemetabolitter. Pentosefosfatbanen gir celler med en ribose for å syntetisere purin- og pyrimidinukleotider og hydrogenerer koenzymet NADPH, som brukes i regenerative prosesser. Den totale likningen av pentosefosfatveien er uttrykt som følger:

3 Glukose-6-fosfat + 6 NADP + → 3 CO₂ + 6 (NADPH + H +) + 2 fruktos-6-fosfat + glyceraldehyd-3-fosfat.

Enzymer av pentosefosfatveien, så vel som glykolysenzymer, er lokalisert i cytosol. Den mest aktive pentosefosfatbanen forekommer i fettvev, lever, binyrebark, erytrocytter, brystkjertel under amming, testene.

I den oksidative delen av pentosefosfatveienglukose-6-fosfat gjennomgår oksidativ dekarboksylering, noe som resulterer i dannelsen av pentose. Dette trinnet inkluderer 2 dehydrogeneringsreaksjoner.

Den første dehydrogeneringsreaksjonen - omdannelsen av glukose-6-fosfat til glukonolakton-6-fosfat - katalyseres av NADP + -avhengig glukose-6-fosfat dehydrogenase og ledsages av oksydasjonen av aldehydgruppen ved det første karbonatomet og dannelsen av et redusert koenzym-NADPH-molekyl. Deretter omdannes glukonolakton-6-fosfat raskt til 6-fosfoglukonat med deltagelse av enzymet glukonolaktonhydratase. Enzymet 6-fosfoglukonatdehydrogenasen katalyserer den andre dehydrogeneringsreaksjonen av oksidasjonsdelen, hvoretter dekarboksylering også oppstår. I dette tilfellet forkortes karbonkjeden med ett karbonatom, ribulose-5-fosfat og det andre hydrogenerte NADPH-molekylet dannes. Gjenopprettet NADPH hemmer det første enzymet i det oksidative stadiet av pentosefosfatveien - glukose-6-fosfatdehydrogenase. Omdannelsen av NADPH til oksidert tilstand av NADP + fører til en svakere inhibering av enzymet. Hastigheten til den tilsvarende reaksjonen øker, og en større mengde NADPH dannes.

Den totale ekningen av oksidasjonstrinnet pentosefosfatStier kan representeres som:

Oksidasjonsreaksjoner er hovedkilden til NADPH i celler. Hydrogenerte koenzymer gir hydrogen med biosyntetiske prosesser, redoksreaksjoner som omfatter beskyttelse av celler mot reaktive oksygenarter.

Det oksidative stadiet av pentoseformasjon og det ikke-oksidative stadium (returveien til pentoser til heksoser) danner sammen en syklisk prosess. En slik prosess kan beskrives ved den generelle ligning:

Dette betyr at 6 molekyler glukose-5-fosfat (pentose) og 6 molekyler CO er dannet fra 6 glukose molekyler₂. Enzymer fra den ikke-oksidative fase omdanner 6 molekyler ribulose-5-fosfat til 5 molekyler glukose (heksose). Når disse reaksjonene utføres i rekkefølge, er det eneste nyttige produktet NADPH, som dannes i den oksidative fase av pentosefosfatveien. Denne prosessen kalles pentosfosfat syklus. Strømmen av pentosfosfat-syklusen gjør at cellene kan produsere NADPH, som er nødvendig for syntese av fett, uten å akkumulere pentoser.

Energien som frigjøres under nedbrytningen av glukose, blir transformert til energien til en høy-energi hydrogen donor - NADPH. Hydrogenert NADPH tjener som kilde til hydrogen for reduktive synteser, og NADPH-energi omdannes og lagres i nylig syntetiserte stoffer, slik som fettsyrer, frigjort under katabolismen og brukt av celler.

glukoneogenesen

Innholdet

Glukoneogenese er prosessen med dannelse i leveren og delvis i den kortikale substansen av nyrene (ca. 10%) av glukosemolekyler fra molekyler av andre organiske forbindelser - energikilder, som fria aminosyrer, melkesyre, glyserol. Frie pattedyrsfettsyrer brukes ikke til glukoneogenese.

Stadiene av glukoneogenese gjenta stadiene av glykolyse i motsatt retning og katalyseres av de samme enzymer bortsett fra 4 reaksjoner:

• Omdannelse av pyruvat til oksaloacetat (pyruvat karboksylase enzym)
• Omdannelsen av oksaloacetat i fosfoenolpyruvat (enzymfosfoenolpyruvat-karbokykinase)
• Omdannelse av fruktose-1,6-difosfat til fruktose-6-fosfat (fruktose-1,6-difosfatase enzym)
• Omdannelsen av glukose-6-fosfat til glukose (enzymet glukose-6-fosfatase)

Total glukoneogenesekvasjon: 2 CH3COCOOH + 4ATP + 2GTP + 2NADH.H + + 6 H20 = C6H12O6 + 2NAD + 4ADP + 2GDP + 6Pn.

Rolle i kroppen Rediger

Ved fasting i menneskekroppen brukes aktivt næringsreserver (glykogen, fettsyrer). De er brutt ned til aminosyrer, keto syrer og andre ikke-karbohydratforbindelser. De fleste av disse forbindelsene skilles ikke ut fra kroppen, men resirkuleres. Stoffer transporteres med blod til leveren fra andre vev og brukes i glukoneogenese for syntese av glukose - hovedkilden til energi i kroppen. Når kroppen er utarmet, er glukoneogenese den viktigste leverandøren av energisubstrater.

Effekten av alkohol på glukoneogenese Rediger

Det er et annet aspekt å bli husket når man vurderer glukoneogenese ut fra menneskets biologi og medisins synspunkt. Forbruk av store mengder alkohol hemmer dramatisk glukoneogenese i leveren, noe som resulterer i lavere blodsukkernivå. Denne tilstanden kalles hypoglykemi. Denne effekten av alkohol påvirker spesielt kraftig etter tung fysisk anstrengelse eller på tom mage. Hvis en person drikker alkohol etter lang og hard fysisk arbeid, kan nivået av glukose i blodet synke til 40 eller til og med 30% av normen. Hypoglykemi påvirker hjernefunksjonen negativt. Det er spesielt farlig for de områdene som styrer kroppstemperaturen, slik at for eksempel under påvirkning av hypoglykemi, kan kroppstemperaturen synke ved 2 ° C eller mer (målt i endetarmen). Hvis en person får en slik tilstand for å drikke en glukoseoppløsning, vil den normale kroppstemperaturen raskt gjenopprette seg. Den gamle skikken, som foreskrev å gi sultne eller utmattede folk whisky eller brandy til de som ble reddet til sjøs eller i ørkenen, er fysiologisk uberettiget og til og med farlig; I slike tilfeller bør glukose gis.

Glukoneogenese, muskelavfall og dårlig sårheling Rediger

Glukagon begynner å stimulere glukoneogenese etter ca 6 timers fasting, men intensiv stimulering av glukoneogenese oppstår etter 32 timers fasting når hormonet kortisol er aktivert. Merk: Kortisol glukokortikosteroidhormon er en katabolisk steroid. Det aktiverer nedbrytningen av muskelproteiner og andre vev til aminosyrer, som virker som glukoseforløpere i glukoneogenese. Muskelatrofi er et nødvendig tiltak som må tas for å gi glukose til hjernen. Derfor er det nødvendig å gi ekstra mat til pasienter som gjenoppstår fra kirurgi eller omfattende skader (for eksempel langvarig klemmesyndrom eller alvorlige forbrenninger). Hvis pasienten ikke mottar en tilstrekkelig mengde mat, dominerer katabole prosesser i kroppen og uttømming av muskler og vev oppstår. For å få sår til å helbrede, er det nødvendig å styrke de anabole prosessene, for hvilke ytterligere mat er nødvendig.

Glykolyse og glukoneogenese komplementerer hverandre

Siden syntesen og oksydasjonen av glukose er ekstremt viktig for eksistensen av cellen (glykolyse) og hele organismen (glukoneogenese), oppfyller reguleringen av disse prosessene kravene til organer og vev under forskjellige eksistensforhold.

Siden glykolytisk oksidasjon av glukose

• er en måte å skaffe energi på i aerobe og anaerobe forhold, det oppstår kontinuerlig i alle celler, og må og skal selv aktiveres når cellen fungerer mer effektivt, for eksempel myocytkontraksjon, nøytrofilbevegelse;
• Hvis glycerol og acetyl-ScoA brukes til å syntetisere fett i hepatocytter og adipocytter, aktiveres denne oksydasjonen med et overskudd av glukose i disse cellene.

Glukoneogenese, som dannelse av glukose i leveren fra ikke-karbohydratkilder, er nødvendig:

• under hypoglykemi under muskelbelastning - syntese av glukose fra melkesyre, som kommer fra arbeidsmuskler og fra glyserol, som dannes under mobilisering av fett;
• med hypoglykemi med kort fasting (opptil 24 timer) - syntese hovedsakelig fra melkesyre, kontinuerlig inn i leveren fra erytrocytter,
• med hypoglykemi under langvarig fasting - hovedsakelig syntese fra aminosyrer dannet under proteinkatabolisme, og også fra melkesyre og glyserin.

Således gir glukoneogenese, som går i leveren, alle andre celler og organer (røde blodlegemer, nervesvev, muskler, etc.) med glukose, i hvilke prosesser som krever glukose, er aktive. Innføringen av glukose i disse cellene er også nødvendig for å opprettholde konsentrasjonen av oksaloacetat og for å sikre forbrenningen i TCA av acetyl-SKOA avledet fra fettsyrer eller ketonlegemer.

Generelt kan man skille mellom to måter å regulere glykolyse og glukoneogenese: hormonell med deltagelse av hormoner og metabolsk, dvs. ved bruk av mellomprodukter eller sluttprodukter av glukosemetabolismen.

Det er tre hovedområder hvor disse prosessene er regulert:

• første glykolysereaksjon,
• den tredje glykolysereaksjonen og reversibel til henne,
• den tiende glykolyse reaksjon og reversibel til den.

Regulering av glukoneogenese

Hormonal aktivering av glukoneogenese utføres av glukokortikoider, som øker syntesen av pyruvatkarboksylase, fosfoenolpyruvat-karbokykinase, fruktose-1,6-difosfatase. Glukagon stimulerer de samme enzymer gjennom adenylat-syklasemekanisme ved fosforylering.

Energi for glukoneogenese kommer fra β-oksidasjon av fettsyrer. Slutproduktet av denne oksydasjonen, acetyl-SCAA, stimulerer allosterisk aktiviteten til det første glukoneogenese-enzymet, pyruvat-karboksylase. I tillegg stimuleres fruktose-1,6-difosfatase med ATP-deltakelse.

Hormonale og metabolske faktorer som regulerer glykolyse og glukoneogenese

Regulering av glykolyse

Hormonal regulering

I leveren stimuleres glykolyse av insulin, noe som øker antall sentrale glykolysenzymer (heksokinase, fosfofruktokinase, pyruvatkinase).

I leveren er glukokinaseaktivitet, bortsett fra insulin, regulert av andre hormoner:

• aktivering er forårsaket av anon kjerner,
• deres aktivitet undertrykker glukokortikoider og østrogener.

I andre vev, aktivitet av heksokinaser

• stiger av skjoldbruskhormoner,
• redusert med glukokortikoider og somatotropin.

Metabolsk regulering

Hexokinase av nonhepatiske celler hemmeres ved produktet av sin egen reaksjon, glukose-6-fosfat.

phosphofructokinase:

• aktivert av AMP og sitt eget substrat (fruktose-6-fosfat),
• hemmet - ATP, sitronsyre, fettsyrer.

Pyruvatkinase aktiveres av fruktose-1,6-difosfat (direkte positiv regulering).

Molekyler av AMP, stimulerende glykolyse, dannes i adenylatkinase-reaksjonen, aktivert når et overskudd av ADP fremkommer. Spesielt levende, manifesterer verdien av slik regulering i muskelarbeid:

glukoneogenesen

Glukoneogenese er prosessen med dannelse i leveren og delvis i den kortikale substansen av nyrene (ca. 10%) av glukosemolekyler fra molekyler av andre organiske forbindelser - energikilder, som fria aminosyrer, melkesyre, glyserol. Frie pattedyrsfettsyrer brukes ikke til glukoneogenese.

Innholdet

Stadier av glukoneogenese

Stadiene av glukoneogenese gjenta stadiene av glykolyse i motsatt retning og katalyseres av de samme enzymer bortsett fra 4 reaksjoner:

1. Omdannelse av pyruvat til oksaloacetat (pyruvat karboksylase enzym)
2. Omdannelsen av oksaloacetat i fosfoenolpyruvat (enzymfosfoenolpyruvat-karbokykinase)
3. Omdannelse av fruktose-1,6-difosfat til fruktose-6-fosfat (fruktose-1,6-difosfatase enzym)
4. Omdannelsen av glukose-6-fosfat til glukose (enzymet glukose-6-fosfatase)

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

Rolle i kroppen

Ved fasting i menneskekroppen brukes aktivt næringsreserver (glykogen, fettsyrer). De er brutt ned til aminosyrer, keto syrer og andre ikke-karbohydratforbindelser. De fleste av disse forbindelsene skilles ikke ut fra kroppen, men resirkuleres. Stoffer transporteres med blod til leveren fra andre vev og brukes i glukoneogenese for syntese av glukose - hovedkilden til energi i kroppen. Når kroppen er utarmet, er glukoneogenese den viktigste leverandøren av energisubstrater.

notater

1. ↑ Visuell biokjemi. Jan Kohlman, Klaus-Heinrich Rem, Jürgen Wirth. M., Mir, 2000, s. 302

referanser

• Finn og ordne i form av fotnoter lenker til anerkjente kilder som bekrefter skriftlig.
• Legg til artikkelen (artikkelen er for kort eller inneholder bare en ordliste-definisjon).

Wikimedia Foundation. 2010.

Se hva "Glukoneogenese" i andre ordbøker:

glukoneogenese - glukoneogenese... Ortografisk ordbok-referanse

GLUCONEOGENESIS - prosessen med glukoseformasjon i et dyrlegeme (hovedsakelig i leveren) fra proteiner, fettstoffer og andre stoffer enn karbohydrater, for eksempel fra glyserin... Stor Encyclopedic Dictionary

GLUCONEOGENESIS - biochem. dannelsen av glukose fra ikke-karbohydratforløpere. Et felles senter, veien G. i levende organismer er biosyntese av glukose fra pyruvic til pyruvat. Generell ligning G.: 2 pyruvat + 4 ATP + 2 GTP (ITP) + + 2 NAD • H + 2H +... Biologisk encyklopedisk ordbok

glukoneogenese - se glukogenese. (Kilde: "Mikrobiologi: Ordliste", N. Firsov, M: Drofa, 2006)... Ordbok for mikrobiologi

glukoneogenese - n., antall synonymer: 1 • reaksjon (33) ASIS Synonym Dictionary. VN Trishin. 2013... Synonymer Dictionary

glukoneogenese - - biosyntese av glukose, går tilsvarende til glykolyse, men i motsatt retning... En kort ordliste av biokjemiske termer

Glukoneogenese - Glukosebiosyntese fra forstadier av ikke-karbohydrat-type som pyruvater, aminosyrer, glyserin [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Bioteknologi emner EN glukoneogenese... Referansebok av teknisk oversetter

Glukoneogenese er prosessen med glukoseformasjon i et dyrlegeme (hovedsakelig i leveren) fra proteiner, fettstoffer og andre stoffer (ikke fra karbohydrater), for eksempel fra glyserol. * * * GLUCONEOGENESIS GLUCONEOGENESIS, prosessen med dannelse av glukose i dyrets kropp...... Encyclopedic dictionary

GLUCONEOGENESIS - (fra gresken. Glykys søte, neos nye og genesefødsel, linje), syntesen av monosakkarider (Ch. Arg. Glucose) fra ikke-karbohydratforløpere som forekommer i levende celler under virkningen av enzymer. G. utført i motsatt retning...... Kjemisk encyklopedi

GLUCONEOGENESIS - prosessen med glukose dannelse i en dyr organisme (hovedsakelig i leveren) fra proteiner, fett, etc. i (ikke fra karbohydrater), for eksempel. fra glyserin. Capercaillie: nåværende mann og kvinne (over)... Naturvitenskap. Encyclopedic ordbok

Glukoneogenesen. Leverens rolle i karbohydratmetabolismen;

ATP-frigjøring i aerob glukosedbrytning.

Dannelsen av ATP under glykolyse kan fortsette på to måter:

1. Substratfosforylering, når for syntese av ATP fra ADP og H₃RO₄ energien til den makroergiske bindingen av substratet blir brukt.

2. Oksidativ fosforylering på grunn av energien av elektron- og protonoverføring langs CPE (vevspiratkomplekser).

Under aerobiske forhold, er 2 molekyler NADH → luftveiene kjertet "lagret" og danner 3 · 2 = 6 ATP molekyler. (Den respiratoriske kjeden oksiderende NADH har 3 fosforyleringspunkter - disse er I, III, IV. Kompleksene i respiratoriske kjeden per molekyl O₂ - 3 molekyler H₃RO₄. (P / O = 3) er fosforyleringskoeffisienten. Ved å ta hensyn til 2 ATP-molekyler som syntetiseres i fosforyleringsreaksjonene til pyruvatdannelsesstadiet, får vi i første fase 2ATP + 6ATP = 8ATP.

Hvis FAD-avhengige substrater oksyderes i luftveiene, forblir konjugeringspunktene 2: III og IV-komplekser (P / O = 2) pr. Molekyl O₂ - 2 molekyler H₃RO₄.

Således, i tredje fase, på grunn av hydrogen donor og riktig energi funksjon av Krebs syklusen, får vi 24 ATP.

Til sammen oppnår vi 38 mol ATP i alle tre stadier av aerob oksidasjon av 1 mol glukose.

Den totale energien ved nedbrytning av glukose er 2880 kJ / mol. Fri energi av hydrolysen av ATP-bindingen med høy energi er 50 kJ / mol. For syntese av ATP i oksydasjon av glukose brukes 38 · 50 = 1900 kJ, som er 65% av den totale energien i nedbrytningen av glukose. Dette er maksimal mulig energieffektivitet av glukose.

Verdien av anaerob glykolyse.

Anaerob glykolyse, til tross for den lille energi-effekten, er den viktigste energikilden for skjelettmuskler i den første perioden med intensivt arbeid, dvs. i forhold der oksygenforsyningen er begrenset.

I tillegg ekstraherer røde blodlegemer energi gjennom anaerob oksidasjon av glukose, fordi de ikke har mitokondrier.

Glukoneogenese er syntesen av glukose fra ikke-karbohydratstoffer.

De viktigste substratene av glukoneogenese:

Laktat er et produkt av anaerob glykolyse i erytrocytter og arbeidsmuskler, det brukes stadig i glukoneogenese.

Glyserin frigjøres under hydrolyse av fett eller under trening.

Aminosyrer - dannes under nedbrytning av muskelproteiner og inngår i glukoneogenese med langvarig fasting eller langvarig muskelarbeid.

Krebs Cycle Substrates

Fettsyrer kan ikke tjene som en kilde til glukose.

Skjema for inkludering av substrater i glukoneogenese.

Glukoneogenese gir kroppens behov for glukose i tilfeller der en reduksjon i glukose ikke kompenseres av leveren glykogen. For eksempel: med en relativt lang fasting eller en skarp restriksjon av karbohydrater i kosten.

Opprettholde blodsukkernivået ved langvarig fasting og intens fysisk anstrengelse. Under anaerobe forhold bruker muskler kun glukose til energibehov;

Den konstante tilførsel av glukose som energikilde er absolutt nødvendig for det nervøse vevet (hjernen) og røde blodlegemer.

Glukose er også nødvendig for fettvev for å syntetisere glyserol, en integrert del av lipider.

Prosessen med glukoneogenese forekommer hovedsakelig i leveren og mindre intens i cortical substansen av nyrene, så vel som tarmslimhinnen.

Glykolysereaksjoner finner sted i cytosolen, og en del av glukoneogenesereaksjoner finner sted i mitokondriene.

Inkluderingen av forskjellige substrater i glykoneogenese avhenger av kroppens fysiologiske tilstand.

Den totale ligningen av glukoneogenese:

Den mest signifikante dannelsen av glukose, hovedsakelig fra pyruvat, som den lett omdannes til den viktigste glykogene aminosyren - alanin, samt melkesyre, som, i betydelig mengder inn i blodet fra musklene etter trening, oksiderer i leveren under påvirkning av LDH til pyruvat. I prosessen med katabolisme av substratene i Krebs-syklusen dannes oksaloacetat, som også inngår i reaksjonen av glukoneogenese.

De viktigste stadiene av glukoneogenese sammenfaller med glykolysereaksjoner og katalyseres av de samme enzymer, bare de går i motsatt retning.

Imidlertid er det et svært viktig trekk på grunn av at 3 reaksjoner i glykolyse katalysert av kinaser: heksokinase, fosfofructokinase og pyruvatkinase, er irreversible. Disse barrierer omgåes i glukoneogenese gjennom spesielle reaksjoner.

Vurder glukoneogenesereaksjoner som avviger fra glykolysereaksjoner og forekommer i glukoneogenese ved hjelp av andre enzymer.

1. Dannelse av fosfoenolpyruvat fra pyruvat (omgå pyruvatkinasereaksjonen).

Reaksjonen katalyseres av to enzymer: pyruvat-karboksylase og fosfoenolpyruvat-karbokykinase.

Den første reaksjonen finner sted i mitokondriene. Enzym-pyruvatkarboksylase er biotinavhengig (karboksyleringsreaksjoner i celler finner sted med deltagelse av vitamin H):

Pyruvat + CO₂ + ATP + H₂Om pyruvat karboksylase oksaloacetat (SCHUK) + ADP + H₃RO₄

Reaksjonen fortsetter ved bruk av ATP.

Deretter går det andre eget enzym av glukoneogenese, fosfoenolpyruvat-karbokykinase, inn i reaksjonen, fortsetter reaksjonen i cytosolet:

Schuk + GTP phosphoenolpiruvatcarbokskniaza Fostoenolpyruvat + WITH₂ + GDF

I denne reaksjon skyldes dannelsen av den mactoergiske binding av fosfoenolpyruvat på grunn av energien til GTP, mens dekarboksylering av oksaloacetat oppstår.

Dette følges av glykolysereaksjoner i motsatt retning til stadium av fruktose-1,6-difosfatdannelse.

1. Fruktose-1,6-difosfathydrolyse (omgå fosfofructokinasereaksjonen).

Fruktos-1,6-difosfat + H₂Om Fruktozobifosfataza Fruktozo-6-fosfat + N₃RO₄

1. Hydrolyse av fruktose-6-fosfat (omgåelse av heksokinasereaksjonen)

Enzymfosfatase glukose-6-fosfat-fosfoheksoisomerase.

Glukose-6-fosfat + N₂Om glukose-6-fosfatase Glukose + N₃RO₄

Fri glukose, som dannes under denne reaksjonen, kommer fra leveren inn i blodet og benyttes av vevet.

Energibalansen av glukoneogenese fra pyruvat: 6 mol ATP forbrukes for syntesen av 1 mol glukose og 2 mol pyruvat.

viktig glukoneogenese fra glyserin og aminosyrer.

Ved fasting, når fettsyrer er tungt forbruket som energikilder, produseres glycerin i store mengder, som aktiveres av ATP under påvirkning av glycerokinase, omdannes til a-glycerofosfat, deretter oksydert av glycerofosfat dehydrogenase til fosfodioxyaceton-glykolysesubstrat.

Videre anvendes fosfodioxyaceton i syntese av glukose, dvs. i glukoneogenese.

Glukoneogenese fra laktat.

Laktat dannet under aerob glykolyse omdannes til pyruvat i leveren, og laktat dannet i de intensivt arbeidende musklene kommer inn i blodet og deretter inn i leveren og omdannes til pyruvat av LDH, som inngår i glukoneogenese, og den resulterende glukose kommer inn i blodet og absorberes av skjelettet muskler - denne sekvensen kalles Corey syklusen eller glukose-laktat syklusen.

For hvert molekyl av laktat under glukoneogenese forbrukes tre ATP-molekyler (nærmere bestemt to ATP og en GTP); Siden dannelsen av glukose krever 2 molekyler laktat, er den totale prosessen med glukoneogenese fra laktat beskrevet som følger:

2 laktat + 6 ATP + 6 N₂Om → glukose + 6 ADP + 6 N₃RO₄.

Den resulterende glukosen kan komme inn i musklene og det blir til melkesyre.

Glukose + 2 ADP + 2 N₃RO₄ → 2 laktat + 2 ATP + 2 N₂O.

Som et resultat av virkningen av Corey syklusen (glukose-laktat syklus) produserer arbeidsmusklene 2 ATP ved å forbruke 6 ATP i leveren.

Syntese av glukose i livet (GLUCONEOGENESIS)

Glukoneogenese er prosessen med å syntetisere glukose fra ikke-karbohydratstoffer. Hos pattedyr utføres denne funksjonen hovedsakelig av leveren, i mindre grad - nyrene og cellene i tarmslimhinnen. De viktigste substratene for glukoneogenese er pyruvat, laktat, glyserin, aminosyrer (figur 10).

Glukoneogenese gir kroppens behov for glukose i de tilfellene når dietten inneholder en utilstrekkelig mengde karbohydrater (mosjon, fasting). Permanent glukoseinntak er spesielt nødvendig for nervesystemet og røde blodlegemer. Når konsentrasjonen av glukose i blodet faller under et bestemt kritisk nivå, er hjernefunksjonen svekket; i alvorlig hypoglykemi forekommer en koma og død kan oppstå.

Tilførsel av glykogen i kroppen er tilstrekkelig til å tilfredsstille kravene til glukose i mellom måltider. Når karbohydrat eller full sult, så vel som i forhold til langvarig fysisk arbeid, opprettholdes konsentrasjonen av glukose i blodet ved glukoneogenese. Stoffer som kan forvandle seg til pyruvat eller annen glukoneogenesemetabolitt kan være involvert i denne prosessen. Figuren viser punkter for inkludering av primære substrater i glukoneogenese:

Glukose er nødvendig for fettvev som en kilde til glyserol, som er en del av glyserider; det spiller en viktig rolle i å opprettholde effektive konsentrasjoner av sitronsyre syklus metabolitter i mange vev. Selv i forhold der de fleste av kroppens kaloribehov oppfylles av fett, er det alltid et sikkert behov for glukose. I tillegg er glukose det eneste drivstoffet for skjelettmuskelarbeid under anaerobe forhold. Det er en forløper for melkesukker (laktose) i brystkjertlene og blir aktivt forbrukt av fosteret i utviklingsperioden. Mekanismen for glukoneogenese brukes til å fjerne vævsmetabolismeprodukter fra blodet, som laktat dannet i muskler og røde blodlegemer, glyserol, som kontinuerlig dannes i fettvev

Inkluderingen av forskjellige substrater i glukoneogenese er avhengig av kroppens fysiologiske tilstand. Laktat er et produkt av anaerob glykolyse i røde blodlegemer og arbeidsmuskler. Glyserin frigjøres ved hydrolyse av fett i fettvev i etter-adsorpsjonsperioden eller under trening. Aminosyrer dannes som et resultat av nedbrytning av muskelproteiner.

Syv glykolysereaksjoner er lett reversible og brukes i glukoneogenese. Men de tre kinasereaksjonene er irreversible og må shuntes (figur 12). Således defosforyleres fruktose-1,6-difosfat og glukose-6-fosfat med spesifikke fosfataser, og pyruvat fosforyleres for å danne fosfoenolpyruvat gjennom to mellomliggende trinn gjennom oksaloacetat. Dannelsen av oksaloacetat katalyseres av pyruvat-karboksylase. Dette enzymet inneholder biotin som koenzym. Oksaloacetat dannes i mitokondrier, transporteres til cytosol og inngår i glukoneogenese. Det bør tas hensyn til det faktum at hver av de irreversible glykolysereaksjonene, sammen med den tilsvarende irreversible glukoneogenese-reaksjonen, utgjør en syklus kalt substrat:

Det er tre slike sykluser - i henhold til tre irreversible reaksjoner. Disse syklusene tjener som bruksområder for regulatoriske mekanismer, som et resultat av hvilken strømmen av metabolitter endres enten langs veien for glukosedbrytning eller langs sin syntesebane.

Retningen av reaksjonene til den første substratsyklusen reguleres hovedsakelig av konsentrasjonen av glukose. Under fordøyelsen øker konsentrasjonen av glukose i blodet. Glukokinaseaktivitet under disse forholdene er maksimal. Som et resultat blir den glykolytiske reaksjonen glukose-glukose-6-fosfat akselerert. I tillegg induserer insulin glukokinasesyntese og derved akselererer glukosefosforylering. Siden leveren glukokinase ikke hemmeres av glukose-6-fosfat (i motsetning til muskelheksokinase), ledes hoveddelen av glukose-6-fosfat langs den glykolytiske banen.

Omdannelsen av glukose-6-fosfat til glukose katalyseres av en annen spesifikk fosfatase-glukose-6-fosfatase. Det er tilstede i leveren og nyrene, men er fraværende i muskler og fettvev. Tilstedeværelsen av dette enzymet gjør at vevet kan levere glukose til blodet.

Nedbrytningen av glykogen med dannelsen av glukose-1-fosfat er fosforylase. Syntese av glykogen går videre langs en helt annen vei, gjennom dannelsen av uridindifosfatglukose, og katalyseres av glykogensyntase.

Den andre substratsyklusen: omdannelsen av fruktose-1,6-bisfosfat til fruktose-6-fosfat, katalyseres av et spesifikt enzym fruktose-1,6-bisfosfatase. Dette enzymet finnes i leveren og nyrene, det ble også funnet i striated muskel.

Retningen av reaksjonene av den andre substratsyklusen avhenger av aktiviteten av fosfofructokinase og fruktose-1,6-bisfosfatfosfatase. Aktiviteten til disse enzymene avhenger av konsentrasjonen av fruktose-2,6-bisfosfat.

Fruktose-2,6-bisfosfat dannes ved fosforylering av fruktose-6-fosfat med deltagelse av det bifunksjonelle enzym (BIF), som også katalyserer reversereaksjonen.

Kinaseaktivitet oppstår når det bifunksjonelle enzymet er i de-fosforylert form (BIF-OH). Den defosforylerte formen av BIF er karakteristisk for absorpsjonsperioden når insulin-glukagonindeksen er høy.

Med en lav insulinindikatorindeks karakteristisk for en lengre fastingsperiode, oppstår BIF-fosforylering og manifestasjon av fosfataseaktivitet, noe som resulterer i en reduksjon i mengden av fruktose-2,6-bisfosfat, nedsetting av glykolyse og bytte til glukoneogenese.

Kinase- og fosfatasereaksjoner katalyseres av forskjellige aktive steder i BIF, men i hver av de to tilstandene av enzymet - fosforylert og defosforylert - hemmes en av de aktive steder.

Dato lagt til: 2015-09-18; Visninger: 1298; ORDER SKRIVING ARBEID

Glukoneogenese i leveren

Glukoneogenese er syntesen av glukose fra ikke-karbohydratprodukter. Slike produkter eller metabolitter er hovedsakelig melkesyre og pyrodruesyre, de såkalte glykogene aminosyrene og en rekke andre forbindelser. Med andre ord kan glukoseforløpere i glukoneogenese være pyruvat eller en hvilken som helst forbindelse som omdannes til pyruvat under katabolisme eller et av mellomproduktene av tricarboxylsyre-syklusen. Hos vertebrater er glukoneogenese mest intens i celler i lever og nyrer (cortex).

De fleste stadier av glukoneogenese er reversering av glykolysereaksjoner. Bare tre glykolysereaksjoner (heksokinase, fosfofruktokinase og pyruvatkinase) er irreversible, og andre enzymer blir derfor brukt i glukoneogeneseprosessen i tre trinn. Vurder veien til glukose syntese fra pyruvat.

Dannelse av fosfoenolpyruvat fra pyruvat. Syntese av fosfoenolpyruvat utføres i flere stadier. I utgangspunktet pyruvat under påvirkning av pyruvatkarboksylase og med deltakelse av CO₂ og ATP er karboksylert (den såkalte aktive form av CO₂, i dannelsen av hvilke, i tillegg til ATP, deltar biotin.) med dannelsen av oksaloacetat:

Så, som et resultat av dekarboksylering og fosforylering under påvirkning av enzymet fosfoenolpyruvat-karbokykinase (navnet på enzymet er gitt ved reversreaksjonen), omdannes oxaloacetat til fosfoenolpyruvat. Donatoren av fosfatresten i reaksjonen er guanosintrifosfat (GTP):

Senere ble det funnet at både cytoplasma og mitokondrie enzymer er involvert i dannelsen av fosfoenolpyruvat.

Den første fasen er lokalisert i mitokondrier (figur 88). Pyruvatkarboksylase, som katalyserer denne reaksjonen, er et allosterisk mitokondrielt enzym. Acetyl-CoA kreves som en allosterisk aktivator av dette enzymet. Mitokondriamembranen er ugjennomtrengelig for det resulterende oksaloacetatet. Sistnevnte er også restaurert i malokondrier i malate:

Reaksjonen fortsetter med deltagelse av mitokondriell NAD-avhengig malat dehydrogenase. I mitokondrier er forholdet mellom NADH₂/ NAD er relativt stor, og derfor er intramitokondrielt oksaloacetat lett restaurert til malat, som lett forlater mitokondriene, som passerer gjennom mitokondriamembranen. I cytoplasma er forholdet mellom NADH₂/ OVER er veldig liten og malat oksyderes igjen til oksaloacetat med deltagelse av cytoplasmatisk NAD-avhengig malat dehydrogenase:

Ytterligere omdannelse av oksaloacetat til fosfoenolpyruvat skjer i cytoplasma av cellen. På fig. 89 viser den ovennevnte fremgangsmåte for dannelse av fosfoenolpyruvat fra pyruvat.

Omdannelsen av fruktose-1,6-difosfat til fruktose-6-fosfat. Fosforolpyruvat dannet fra pyruvat omdannes til fruktose-1,6-difosfat som et resultat av en rekke reversible glykolysereaksjoner. Dette følges av fosfofructokinase-reaksjonen, som er irreversibel. Glukoneogenese omgår denne endergoniske reaksjonen. Omdannelsen av fruktose-1,6-difosfat til fruktose-6-fosfat katalyseres av spesifikk fosfatase:

Det bør bemerkes at fruktose-bis-fosfatase hemmeres av AMP og aktiveres av ATP, dvs. disse nukleotidene har en virkning på fruktose-bis-fosfatase, motsatt av deres virkning på fosfofructokinase (se s. 329). Når konsentrasjonen av AMP er lav og konsentrasjonen av ATP er høy, stimuleres glukoneogenese. I motsetning, når ATP / AMP-forholdet er lavt, oppstår glukoseplitting i cellen.

Dannelsen av glukose fra glukose-6-fosfat. I det etterfølgende reversible stadium av glukosebiosyntese omdannes fruktose-6-fosfat til glukose-6-fosfat. Sistnevnte kan defosforyleres (dvs. reaksjonen omgår heksokinasereaksjonen) under påvirkning av enzymet glukose-6-fosfatase:

På fig. 89 presenterer "bypass" reaksjoner i biosyntese av glukose fra pyruvat og laktat. Det er interessant å merke seg at det er et nært forhold mellom glykolyse, som er intenst forekommende i muskelvevet under aktiv aktivitet og glukoneogenese, spesielt karakteristisk for leverenvevet. Med maksimal muskelaktivitet som følge av økt glykolyse, diffunderer et overskudd av melkesyre inn i blodet. En betydelig del av overskytende laktat i leveren omdannes til glukose (glukoneogenese). Glukosen dannet i leveren kan da brukes som et energisubstrat som er nødvendig for aktiviteten til muskelvev. Forholdet mellom glykolyseprosesser i muskelvev og glukoneogenese i leveren er vist i diagrammet.

Aerob metabolisme av pyruvat

Celler som er dårlig forsynt med oksygen, kan helt eller delvis eksistere på grunn av energien av glykolyse. Imidlertid mottar de fleste vev energi hovedsakelig på grunn av aerobiske prosesser (for eksempel oksydasjon av pyruvat). Under glykolyse gjenopprettes pyruvsyre og omdannes til melkesyre - sluttproduktet av anaerob metabolisme; i tilfelle aerob transformasjon gjennomgår pyruvsyre oksidativ dekarboksylering for å danne acetyl-CoA, som deretter kan oksyderes til vann og CO₂.

Oksidasjon av pyruvat til acetyl-CoA (oksidativ dekarboksylering av pyruvinsyre)

Oxidasjonen av pyruvat til acetyl CoA, katalysert av pyruvat-dehydrogenasesystemet, fortsetter i flere stadier (figur 90). Tre enzymer (pyruvatdehydrogenase, lipoatacetyltransferase, lipoamiddehydrogenase) og fem koenzymer (NAD, FAD, tiamindifosfat, amid av liposyre og koenzym A) deltar i det. I alt kan reaksjonen skrives som følger:

Pyruvat + NAD + HS-KoA-> Acetyl-CoA + NADH₂ + CO₂

Reaksjonen er ledsaget av en betydelig reduksjon i standard fri energi og er praktisk talt irreversibel.

Den første fasen av oksidativ dekarboksylering av pyruvat katalyseres av enzymet pyruvat dehydrogenase (E₁); Koenzymet i denne reaksjonen er TDF. Splits av₂, og hydroksyetylderivat TDF er dannet fra pyruvat:

I den andre fasen av prosessen blir hydroksyetylgruppen av kompleks E₁ - THP-CHOH-CH₃ overføres til liposyreamidet, som igjen er assosiert med enzymet lipoatacetyltransferase (E₂). Acetyl er assosiert med den reduserte form av liposyreamidet, og TDF-E frigjøres.₁.

Acetyl-lipoat (knyttet til enzymkomplekset) interagerer deretter med koenzym A (tredje fase). Reaksjonen katalyseres av enzymet lipoat-acetyltransferase (E₂). Acetyl CoA dannes, som er separert fra enzymkomplekset:

I fjerde trinn oppstår oksidasjonen av den reduserte liposyre til dens disulfidform. Reaksjonen katalyseres av enzymet lipoamidd dehydrogenase (E₃), som inneholder koenzym FAD, som er i stand til å redusere:

Til slutt, i femte etappen, E₃-FADH₂ oksydert av NAD. Som et resultat av reaksjonen regenereres den oksyderte form E.₃-FAD og NADH er dannet₂:

Acetyl-CoA dannet i prosessen med oksidativ dekarboksylering undergår ytterligere oksidasjon med dannelsen av CO i enden₂ og H₂A. Med andre ord forekommer den fullstendig oksidasjon av acetyl CoA i tricarboxylsyre syklusen eller Krebs syklusen. Denne prosessen, så vel som oksidativ dekarboksylering av pyruvat, forekommer i mitokondriene av celler.

Glyoksylat syklus

I høyere planter og mikroorganismer i prosessen med glukoneogenese spiller glyoxylatsyklusen en viktig rolle. På grunn av denne syklusen kan høyere planter og mikroorganismer konvertere bikarbonmetabolitter, og dermed acetyl-CoA til karbohydrater. I dyreceller er det ikke to sentrale enzymer i glyoksylat-syklusen: isocitrat-lyase og malatesyntase, og derfor kan denne syklusen ikke utføres i dem.

Den generelle planen for glyoksylat-syklusen kan representeres som følger:

glukoneogenesen

Glukoneogenese er syntesen av glukose fra stoffer av ikke karbohydrat, som hovedsakelig forekommer i leveren, og mindre intensivt i kortikale stoffer i nyrene og tarmslimhinnen.

Funksjonen av glukoneogenese er å opprettholde blodsukkernivået under langvarig fasting og intens fysisk anstrengelse. Permanent glukoseinntak som energikilde er spesielt nødvendig for nervevev og røde blodlegemer.

Glukoneogenesesubstrater - PVC, melkesyre, glyserin, aminosyrer. Deres inkludering i glukoneogenese er avhengig av organismens fysiologiske tilstand.

De fleste reaksjonene av glukoneogenese er omvendt glykolyse. De katalyseres av de samme enzymer som de tilsvarende glykolysereaksjonene.

Tre glykolysereaksjoner (heksokinase (1), fosfofructokinase (3), pyruvat (10)) er irreversible, og under glukoneogenese virker andre enzymer i disse stadiene.

Syntese av glukose fra PVC.

Det første trinnet er dannelsen av fosfoenolpyruvat fra PVC.

a) karboksylering av PVA under påvirkning av pyruvat-karboksylase med dannelsen av oksaloacetat i mitokondrier:

Pyruvatkarboksylase er et mitokondrialt enzym hvis allosterisk aktivator er acetyl-KoA. For oksaloacetat er mitokondriamembranen ugjennomtrengelig, derfor blir oksaloacetat i mitokondrier til malat med deltagelse av mitokondriell NAD-avhengig malat dehydrogenase:

Malate forlater mitokondriene gjennom mitokondriamembranen inn i cytosolen, der under virkningen av cytoplasmatisk NAD-avhengig malat dehydrogenase oksyderes til oksaloacetat:

b) dekarboksylering og fosforylering av oksaloacetat finner sted i cytosolen i cellen med dannelsen av fosfoenolpyruvat; enzym - fosfoenolpyruvat-karbokykinase:

Trinn 2 - Konvertering av fruktose-1,6-bisfosfat til fruktose-6-fosfat.

Som et resultat av reversible glykolysereaksjoner, blir fosfoenolpyruvat omdannet til fruktose-1,6-fosfat. Dette følges av den irreversible fosfolystokinase glykolysereaksjonen. Glukoneogenese omgår denne reaksjonen:

Den tredje fasen er dannelsen av glukose fra fruktose-6-fosfat.

Fructose-6-fosfat omdannes til glukose-6-fosfat, som defosforyleres (reaksjonen går rundt heksokinase) under påvirkning av glukose-6-fosfatase:

194.48.155.245 © studopedia.ru er ikke forfatter av materialene som er lagt ut. Men gir mulighet for fri bruk. Er det et brudd på opphavsretten? Skriv til oss | Kontakt oss.

Deaktiver adBlock!
og oppdater siden (F5)
veldig nødvendig