glukoneogenes

Glukoneogenes är syntesen av glukos från icke-kolhydratprodukter. Sådana produkter eller metaboliter är huvudsakligen mjölksyra och pyrodruesyra, de så kallade glykogena aminosyrorna, glycerol och ett antal andra föreningar. Med andra ord kan glukosprekursorer i glukoneogenes vara pyruvat eller någon förening som omvandlas till pyruvat under katabolism eller en av intermediärprodukterna av trikarboxylsyracykeln.

Hos ryggradsdjur är glukoneogenesen mest intensiv i cellerna i lever och njurar (i kortikala substansen).

De flesta av stadierna av glukoneogenes är en omvänd glykolysreaktion. Endast 3 glykolysreaktioner (hexokinas, fosfofukokinas och pyruvatkinas) är irreversibla, därför används andra enzymer i processen med glukoneogenes i 3 steg. Betrakta vägen för glukossyntes från pyruvat.

Bildning av fosfoenolpyruvat från pyruvat. Syntesen av fosfoenolpyruvat utförs i flera steg. Ursprungligen pyruvat under inverkan av pyruvatkarboxylas och med deltagande av CO₂ och ATP karboxyleras för att bilda oxaloacetat:

Då omvandlas oxaloacetat till fosfoenolpyruvat som en följd av dekarboxylering och fosforylering under påverkan av enzymet fosfonolpyruvatkarboxylas. Givaren av fosfatrest i reaktionen är guanosintrifosfat (GTP):

Det har fastställts att cytosol och mitokondriella enzymer är involverade i bildningen av fosfoenolpyruvat.

Det första steget i syntesen fortsätter i mitokondrierna (Fig 10.6). Pyruvatkarboxylas, som katalyserar denna reaktion, är ett allosteriskt mitokondrieenzym. Acetyl-CoA krävs som en allosterisk aktivator av detta enzym. Det mitokondriella membranet är ogenomträngligt för det resulterande oxaloacetatet. Den senare är här, i mitokondrier, återställd till malate:

Reaktionen fortskrider med deltagande av mitokondrialt NAD-beroende malatdehydrogenas. I mitokondrier är NADH / NAD + förhållandet förhållandevis högt, och därför återställs intramitokondrialt oxaloacetat lätt till malat, vilket lätt lämnar mitokondrier genom mitokondriska membranet. I cytosolen är NADH / NAD + förhållandet mycket lågt och malat oxideras igen med deltagande av cytoplasmatisk NAD-beroende malatdehydrogenas:

Ytterligare omvandling av oxaloacetat till fosfoenolpyruvat sker i cytosolen i cellen.

Transformationen av fruktos-1,6-bisfosfat till fruktos-6-fosfat. Som ett resultat av en serie reversibla glykolysreaktioner blir fosforolpyruvatet bildat från pyruvat till fruktos-1,6-bisfosfat. Detta följs av fosfofructokinasreaktionen, som är irreversibel. Glukoneogenes förbigår denna endergoniska reaktion. Omvandlingen av fruktos-1,6-bis-fosfat till fruktos-6-fosfat katalyseras av specifikt fosfatas:

Fig. 10,6. Bildningen av fosfoenol-pyruvat från pyruvat. 1 - pyruvatkarboxylas; 2 - malat dehydrogenas (mitokondriella); 3-malat dehydrogenas (cytoplasmatisk); 4-fosfoenolpyruvat-karboxikinas.

Fig. 10,7. Glykolys och glukoneogenes. De röda pilarna indikerar "bypass" -banorna för glukoneogenes vid biosyntesen av glukos från pyruvat och laktat; siffrorna i cirklarna indikerar motsvarande grad av glykolys.

Bildningen av glukos från glukos-6-fosfat. I det efterföljande reversibla steget av glukosbiosyntes omvandlas fruktos-6-fosfat till glukos-6-fosfat. Den senare kan defosforyleras (dvs reaktionen omsluter hexokinasreaktionen) under påverkan av enzymet glukos-6-fosfatas:

I fig. 10.7 presenterar "bypass" -reaktioner av glukoneogenes vid biosyntes av glukos från pyruvat och laktat.

Reglering av glukoneogenes. En viktig punkt i regleringen av glukoneogenes är reaktionen katalyserad av pyruvatkarboxylas. Rollen av den positiva allosteriska modulatorn för detta enzym utförs av acetyl-CoA. I frånvaro av acetyl CoA är enzymet nästan helt saknar aktivitet. När mitokondriellt acetyl-CoA ackumuleras i cellen, ökar biosyntesen av glukos från pyruvat. Det är känt att acetyl-CoA samtidigt är en negativ modulator av pyruvat-dehydrogenaskomplexet (se nedan). Följaktligen sänker ackumuleringen av acetyl CoA den oxidativa dekarboxyleringen av pyruvat, som också bidrar till omvandlingen av den senare till glukos.

En annan viktig punkt i regleringen av glukoneogenes är reaktionen katalyserad av fruktos-1,6-bisfosfatas, ett enzym som hämmas av AMP. AMP har motsatt effekt på fosfofructokinas, det vill säga för detta enzym är det en allosterisk aktivator. Vid låga koncentrationer av AMP och höga nivåer av ATP stimuleras glukoneogenes. Tvärtom, när ATP / AMP-förhållandet är litet, observeras glukosuppdelning i cellen.

1980 upptäckte en grupp belgiska forskare (G. Hers och andra) fruktos-2,6-bisfosfat i levervävnad, vilket är en kraftfull regulator av aktiviteten hos de två listade enzymerna:

Fruktos 2,6-bisfosfat aktiverar fosfofructokinas och hämmar fruktos-1,6-bisfosfatas. En ökning av graden av fruktos-2,6-bis-fosfat i cellen bidrar till förbättringen av glykolys och en minskning av glukoneogenesens hastighet. Genom att minska koncentrationen av fruktos-2,6-bisfosfat är motsatsen sant.

Det är etablerat att biosyntesen av fruktos-2,6-bisfosfat kommer från fruktos-6-fosfat med ATP: s deltagande, och det bryts upp i fruktos-6-fosfat och oorganiskt fosfat. Biosyntesen och sönderdelningen av fruktos-2,6-bis-fosfat katalyseras av samma enzym, d.v.s. Detta enzym är bifunktionellt, det har både fosokinas och fosfatasaktivitet:

Det visas också att det bifunktionella enzymet i sin tur regleras av cAMP-beroende fosforylering. Fosforylering leder till en ökning av fosfatasaktiviteten och en minskning av fosfokinasaktiviteten hos ett bifunktionellt enzym. Denna mekanism förklarar den snabba effekten av hormoner, i synnerhet glukagon, på nivån av fruktos 2,6-bisfosfat i cellen (se kapitel 16).

Aktiviteten hos ett bifunktionellt enzym regleras också av vissa metaboliter, bland vilka glykolol-3-fosfat är av största vikt. Effekten av glycerol-3-fosfat på enzymet i dess riktning liknar den effekt som observeras när den fosforyleras av cAMP-beroende proteinkinaser.

För närvarande finns fruktos-2,6-bisfosfat, förutom lever, också i andra organ och vävnader från djur, liksom i växter och mikroorganismer.

Det har visats att glukoneogenes också kan regleras indirekt, d.v.s. genom en förändring i aktiviteten hos ett enzym som inte är direkt involverat i syntesen av glukos. Således fastställdes att enzymet glykolys pyruvatkinas existerar i 2 former - L och M. Form L (från den engelska leverleveren) råder i vävnader som är kapabla att glukoneogenesa. Denna form hämmas av ett överskott av ATP och vissa aminosyror, i synnerhet al-Nin. M-form (från den engelska muskelmuskeln) är inte föremål för sådan reglering. Under betingelser med tillräcklig energitillförsel till cellen inhiberas L-formen av pyruvatkinas. Som en konsekvens av inhiberingen sänks glykolysen och betingelser som främjar glukoneogenegenes skapas.

Slutligen är det intressant att notera att det finns ett nära samband mellan glykolys, vilket inträffar intensivt i muskelvävnaden under dess aktiva aktivitet och glukogenogenesis, speciellt karakteristisk för levervävnaden. Med maximal muskelaktivitet som ett resultat av ökad glykolys diffunderar ett överskott av mjölksyra in i blodet, och en betydande del av den omvandlas till glukos (glukoneogenes) i levern. Sådan glukos kan sedan användas som ett energisubstrat som är nödvändigt för aktiviteten av muskelvävnad. Förhållandet mellan glykolyseprocesser i muskelvävnad och glukoneogenes i levern kan representeras som ett schema:

Glukoneogenes i levern

Glukosbildning från laktat. Laktat bildat i intensivt arbetande muskler eller i celler med den övervägande anaeroba metoden för glukoskatabolism går in i blodet och sedan in i levern. I levern är NADH / NAD + förhållandet lägre än i den kontraherande muskeln, därför fortsätter laktatdehydrogenasreaktionen i motsatt riktning, d.v.s. mot bildandet av pyruvat från laktat. Därefter är pyruvat involverat i glukoneogenes och den resulterande glukosen kommer in i blodet och absorberas av skelettmuskler. Denna sekvens av händelser kallas "glukos-laktatcykel "eller" Corey-cykel".

Corey-cykeln utför 2 väsentliga funktioner: 1 - tillhandahåller användningen av laktat; 2 - förhindrar ackumulering av laktat och som en konsekvens en farlig minskning av pH (mjölksyraacidos). En del av pyruvat bildad från laktat oxideras av levern till CO₂ och H₂A. Oxidationsenergin kan användas för att syntetisera ATP, vilket är nödvändigt för glukoneogenesreaktioner.

Bildningen av glukos från aminosyror. Aminosyror, som, när de kataboliseras, blir till pyruvat eller metaboliter av citratcykeln, kan betraktas som potentiella prekursorer av glukos och glykogen och kallas glykogena. Exempelvis är oxa-loacetat, som bildas från asparaginsyra, en mellanprodukt av både citratcykeln och glukoneogenesen. Av alla aminosyror som kommer in i levern är ca 30% alanin. Detta beror på att nedbrytningen av muskelproteiner ger aminosyror, varav många omvandlas omedelbart till pyruvat eller först till oxaloacetat och sedan pyruvat. Den senare omvandlas till alanin, som förvärvar en aminogrupp från andra aminosyror. Alanin från musklerna transporteras med blod till levern, där det omvandlas igen till pyruvat, vilket delvis oxideras och delvis införlivas i glukosneogenes. Därför finns följande sekvens av händelser (glukosalanincykel): glukos i muskler → pyruvat i muskler → alanin i muskler → alanin i levern → glukos i levern → glukos i musklerna. Hela cykeln leder inte till en ökning av mängden glukos i musklerna, men det löser problemen med transport av amino kväve från musklerna till levern och förhindrar mjölksyraosion.

Glukosbildning från glycerol. Glycerol bildas genom hydrolys av triacylglyceroler, huvudsakligen i fettvävnad. Endast de vävnader som har enzymet glycerolkinas, till exempel lever, njurar, kan använda det. Detta ATP-beroende enzym katalyserar omvandlingen av glycerol till a-glycerofosfat (glycerol-3-fosfat). När glycerol-3-fosfat ingår i glukoneogenes dehydreras det med NAD-beroende dehydrogenas för att bilda dihydroxiacetonfosfat, som omvandlas vidare till glukos.

35,35 Idén om pentosfosfatvägen för glukosförändringar. Oxidativa reaktioner (till stadium av ribulos-5-fosfat). Fördelning och totala resultat av denna väg (bildning av pentoser, NADPH och energi)

Pentosfosfatvägen, även kallad hexomonofosfat-shunt, tjänar som ett alternativ genom oxidation av glukos-6-fosfat. Pentosfosfatvägen består av 2 faser (delar) - oxidativ och icke-oxidativ.

I oxidationsfasen oxiderar glukos-6-fosfat irreversibelt i pentos-ribulos-5-fosfat, och reducerad NADPH bildas. I den icke-oxidativa fasen omvandlas ribulos-5-fosfat reversibelt till ribos-5-fosfat och glykolysmetaboliter. Pentosfosfatvägen ger celler med en ribos för att syntetisera purin- och pyrimidin-nukleotider och hydrogenerar koenzymet NADPH, vilket används vid regenerativa förfaranden. Den totala ekvationen för pentosfosfatvägen uttrycks som följer:

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

Enzymer av pentosfosfatvägen, såväl som glykolysenzymer, är lokaliserade i cytosolen. Den mest aktiva pentosfosfatvägen uppträder i fettvävnad, lever, binjurskort, erytrocyter, bröstkörtel under laktation, testiklarna.

I den oxidativa delen av pentosfosfatvägenglukos-6-fosfat genomgår oxidativ dekarboxylering, vilket resulterar i bildandet av pentoser. Detta steg innefattar 2 dehydrogeneringsreaktioner.

Den första dehydrogeneringsreaktionen - omvandlingen av glukos-6-fosfat till glukonolakton-6-fosfat - katalyseras av det NADP + -beroende glukos-6-fosfatdehydrogenaset och åtföljs av oxidationen av aldehydgruppen vid den första kolatomen och bildandet av en reducerad koenzym-NADPH-molekyl. Därefter omvandlas glukonolakton-6-fosfat snabbt till 6-fosfoglukonat med deltagande av enzymet glukonolaktonhydratas. Enzymet 6-fosfoglukonatdehydrogenas katalyserar den andra dehydrogeneringsreaktionen av oxidationsdelen, under vilken dekarboxylering också uppträder. I detta fall förkortas kolkedjan av en kolatom, ribulos-5-fosfat och den andra hydrerade NADPH-molekylen bildas. Återställd NADPH hämmar det första enzymet i det oxidativa steget av pentosfosfatvägen - glukos-6-fosfatdehydrogenas. Omvandlingen av NADPH till det oxiderade tillståndet av NADP + leder till en svagare inhibering av enzymet. Hastigheten för motsvarande reaktion ökar, och en större mängd NADPH bildas.

Den totala ekvationen för oxidationssteget pentosfosfatvägar kan representeras som:

Oxidationsreaktioner är huvudkällan för NADPH i celler. Hydrogenerade koenzymer ger väte med biosyntetiska processer, redoxreaktioner som innefattar skydd av celler mot reaktiva syrearter.

Det oxidativa steget av pentosbildning och det icke-oxidativa steget (returvägen för pentoser till hexoser) bildar tillsammans en cyklisk process. En sådan process kan beskrivas med den allmänna ekvationen:

Detta innebär att 6 molekyler glukos-5-fosfat (pentoser) och 6 molekyler CO bildas från 6 glukosmolekyler₂. Enzymerna i den icke-oxidativa fasen omvandlar 6 molekyler av ribulos-5-fosfat till 5 molekyler glukos (hexos). När dessa reaktioner utförs i följd är den enda användbara produkten NADPH, vilken bildas i oxidosfasen av pentosfosfatvägen. Denna process kallas pentosfosfatcykel. Flödet av pentosfosfatcykeln medger att cellerna producerar NADPH, vilket är nödvändigt för syntes av fetter, utan att ackumulera pentoser.

Den energi som frigörs vid nedbrytningen av glukos omvandlas till energin hos en hög energi väte givare - NADPH. Hydrogenerad NADPH tjänar som en källa till väte för reduktiva synteser och NADPH-energi omvandlas och lagras i nyssyntetiserade substanser, såsom fettsyror, frisläppt under deras katabolism och används av celler.

glukoneogenes

Innehållet

Glukoneogenes är processen för bildning i levern och delvis i den kortikala substansen av njurarna (ca 10%) av glukosmolekyler från molekyler av andra organiska föreningar - energikällor, såsom fria aminosyror, mjölksyra, glycerol. Fria däggdjursfettsyror används inte för glukoneogenes.

Stegen av glukoneogenes upprepar stadierna av glykolys i motsatt riktning och katalyseras av samma enzymer med undantag för 4 reaktioner:

• Omvandling av pyruvat till oxaloacetat (pyruvatkarboxylasenzym)
• Transformationen av oxaloacetat i fosfoenolpyruvat (enzymfosfoenolpyruvat-karboxykinas)
• Omvandling av fruktos-1,6-difosfat till fruktos-6-fosfat (fruktos-1,6-difosfatasenzym)
• Omvandlingen av glukos-6-fosfat till glukos (enzymet glukos-6-fosfatas)

Den totala glukoneogenesekvationen: 2 CH3COCOOH + 4ATP + 2GTP + 2NADH.H + + 6 H2O = C6H12O6 + 2NAD + 4ADP + 2GDP + 6Pn.

Roll i kroppen Redigera

När man fastar i människokroppen används aktivt näringsreserver (glykogen, fettsyror). De är uppdelade på aminosyror, keto syror och andra icke-kolhydratföreningar. De flesta av dessa föreningar utsöndras inte från kroppen, men återvinns. Ämnen transporteras med blod till levern från andra vävnader och används i glukoneogenes för syntes av glukos - den huvudsakliga energikällan i kroppen. Således, när kroppen är utarmad, är glukoneogenes huvudleverantören av energisubstrat.

Effekten av alkohol på glukoneogenes Redigera

Det finns en annan aspekt att komma ihåg när man överväger glukoneogenes ur mänsklig biologi och medicin. Förbrukning av stora mängder alkohol hindrar dramatiskt glukoneogenes i levern, vilket resulterar i lägre blodglukosnivåer. Detta tillstånd kallas hypoglykemi. Denna effekt av alkohol påverkar särskilt kraftigt efter kraftig fysisk ansträngning eller på tom mage. Om en person dricker alkohol efter ett långt och hårt fysiskt arbete kan nivån av glukos i blodet sjunka till 40 eller till och med 30% av normen. Hypoglykemi påverkar hjärnans funktion. Det är särskilt farligt för de områden som kontrollerar kroppstemperaturen, så att till exempel, under påverkan av hypoglykemi, kan kroppstemperaturen sjunka vid 2 ° C eller mer (mätt i ändtarmen). Om en person har ett sådant tillstånd att dricka en glukoslösning, kommer den normala kroppstemperaturen snabbt att återhämta sig. Den gamla sedvanen, som föreskrev att ge hungriga eller utmattade människor whisky eller brandy till dem som räddades till sjöss eller i öknen, är fysiologiskt obefogad och till och med farlig; i sådana fall bör glukos ges.

Glukoneogenes, muskelavfall och dålig sårläkning Redigera

Glukagon börjar stimulera glukoneogenes efter ca 6 timmars fastande, men intensiv stimulering av glukoneogenes inträffar efter 32 timmars fastande när hormonkortisolen aktiveras. Obs! Kortisol glukokortikosteroidhormon är en katabolisk steroid. Det aktiverar uppdelning av muskelproteiner och andra vävnader mot aminosyror, vilka fungerar som glukosprekursorer i glukoneogenes. Muskelatrofi är en nödvändig åtgärd som måste vidtas för att ge glukos till hjärnan. Därför är det nödvändigt att tillhandahålla ytterligare mat för patienter som återhämtar sig från operation eller omfattande skador (till exempel långvarigt klämningssyndrom eller svåra brännskador). Om patienten inte får tillräcklig mängd mat dominerar kataboliska processer i hans kropp och utarmning av muskler och vävnader uppstår. För att sår ska kunna läka är det nödvändigt att stärka de anabola processerna, för vilka ytterligare mat behövs.

Glykolys och glukoneogenes komplementar varandra

Eftersom syntesen och oxidationen av glukos är extremt viktig för cellens förekomst (glykolys) och hela organismen (glukoneogenes), uppfyller regleringen av dessa processer kraven på organ och vävnader under olika existensförhållanden.

Eftersom glykolytisk oxidation av glukos

• är ett sätt att skaffa energi i aeroba och anaerobe förhållanden, det uppstår kontinuerligt i alla celler och måste och måste naturligtvis aktiveras när cellen fungerar mer effektivt, till exempel myocytkontraktion, neutrofil rörelse;
• Om glycerol och acetyl-ScoA används för att syntetisera fetter i hepatocyter och adipocyter aktiveras denna oxidation med ett överskott av glukos i dessa celler.

Glukoneogenes, som bildning av glukos i levern från icke-kolhydratkällor, är nödvändig:

• under hypoglykemi under muskelbelastning - syntesen av glukos från mjölksyra, som kommer från arbetsmuskler och från glycerol, som bildas under mobiliseringen av fett;
• med hypoglykemi med korta fastningar (upp till 24 timmar) - Syntes huvudsakligen från mjölksyra, som kontinuerligt kommer in i levern från erytrocyter,
• med hypoglykemi under långvarig fastande - huvudsakligen syntes från aminosyror bildade under proteinkatabolism, och även från mjölksyra och glycerin.

Således tillhandahåller glukoneogenes, som går i levern, alla andra celler och organ (röda blodkroppar, nervvävnad, muskler, etc.) med glukos, i vilka processer som kräver glukos är aktiva. Inträdet av glukos i dessa celler är också nödvändigt för att bibehålla koncentrationen av oxaloacetat och för att säkerställa förbränningen i TCA av acetyl-SKOA härledd från fettsyror eller ketonkroppar.

I allmänhet kan två sätt att reglera glykolys och glukoneogenes särskiljas: hormonellt med deltagande av hormoner och metaboliska, d.v.s. med användning av mellanprodukter eller slutprodukter av glukosmetabolism.

Det finns tre huvudområden där dessa processer regleras:

• första glykolysreaktionen,
• den tredje glykolysreaktionen och reversibel mot henne,
• den tionde glykolysreaktionen och reversibel mot den.

Reglering av glukoneogenes

Hormonal aktivering av glukoneogenes utförs av glukokortikoider, vilket ökar syntesen av pyruvatkarboxylas, fosfoenolpyruvatkarboxykinas, fruktos-1,6-difosfatas. Glukagon stimulerar samma enzymer genom adenylatcyklasmekanism genom fosforylering.

Energi för glukoneogenes kommer från β-oxidation av fettsyror. Slutprodukten av denna oxidation, acetyl-SCAA, stimulerar allosteriskt aktiviteten hos det första glukoneogenesenzymet, pyruvatkarboxylas. Dessutom stimuleras fruktos-1,6-difosfatas med ATP: s deltagande.

Hormonala och metaboliska faktorer som reglerar glykolys och glukoneogenes

Reglering av glykolys

Hormonal reglering

I levern stimuleras glykolys av insulin, vilket ökar antalet viktiga glykolysenzymer (hexokinas, fosfofructokinas, pyruvatkinas).

I levern är glukokinasaktiviteten, förutom insulin, reglerad av andra hormoner:

• aktivering orsakas av anonkärnor,
• deras aktivitet undertrycker glukokortikoider och östrogener.

I andra vävnader är hexokinasernas aktivitet

• stiger vid sköldkörtelhormoner,
• minskat med glukokortikoider och somatotropin.

Metabolisk reglering

Hexokinas av nonhepatiska celler hämmas av produkten av sin egen reaktion, glukos-6-fosfat.

fosfofruktokinas:

• aktiverad av AMP och dess egna substrat (fruktos-6-fosfat),
• inhiberad - ATP, citronsyra, fettsyror.

Pyruvatkinas aktiveras av fruktos-1,6-difosfat (direkt positiv reglering).

Molekyler av AMP, stimulerande glykolys, bildas i adenylatkinasreaktionen aktiverad när ett överskott av ADP visas. Särskilt levande manifesteras värdet av sådan reglering i muskulärarbete:

glukoneogenes

Glukoneogenes är processen för bildning i levern och delvis i den kortikala substansen av njurarna (ca 10%) av glukosmolekyler från molekyler av andra organiska föreningar - energikällor, såsom fria aminosyror, mjölksyra, glycerol. Fria däggdjursfettsyror används inte för glukoneogenes.

Innehållet

Steg av glukoneogenes

Stegen av glukoneogenes upprepar stadierna av glykolys i motsatt riktning och katalyseras av samma enzymer med undantag för 4 reaktioner:

1. Omvandling av pyruvat till oxaloacetat (pyruvatkarboxylasenzym)
2. Transformationen av oxaloacetat i fosfoenolpyruvat (enzymfosfoenolpyruvat-karboxykinas)
3. Omvandling av fruktos-1,6-difosfat till fruktos-6-fosfat (fruktos-1,6-difosfatasenzym)
4. Omvandlingen av glukos-6-fosfat till glukos (enzymet glukos-6-fosfatas)

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

Roll i kroppen

När man fastar i människokroppen används aktivt näringsreserver (glykogen, fettsyror). De är uppdelade på aminosyror, keto syror och andra icke-kolhydratföreningar. De flesta av dessa föreningar utsöndras inte från kroppen, men återvinns. Ämnen transporteras med blod till levern från andra vävnader och används i glukoneogenes för syntes av glukos - den huvudsakliga energikällan i kroppen. Således, när kroppen är utarmad, är glukoneogenes huvudleverantören av energisubstrat.

anteckningar

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

referenser

• Hitta och arrangera i form av fotnoter länkar till välrenommerade källor som bekräftar skrivet.
• Komplettera artikeln (artikeln är för kort eller innehåller bara en ordledsdefinition).

Wikimedia Foundation. 2010.

Se vad "glukoneogenes" i andra ordböcker:

glukoneogenes - glukoneogenes... Ortografisk ordbok-referens

GLUCONEOGENESIS - processen för glukosbildning i en djurkropp (främst i levern) från proteiner, fetter och andra ämnen än kolhydrater, till exempel från glycerin... Stor Encyclopedic Dictionary

GLUCONEOGENESIS - biochem. bildandet av glukos från icke-kolhydratprekursorer. Ett gemensamt centrum, vägen G. i levande organismer är biosyntesen av glukos från pyruvsyra till pyruvat. Allmän ekvation G.: 2 pyruvat + 4 ATP + 2 GTP (ITP) + + 2 NAD • H + 2H +... Biologisk encyklopedisk ordbok

glukoneogenes - se glukogenes. (Källa: "Microbiology: Terms of Terms", N. Firsov, M: Drofa, 2006)... Ordboken för mikrobiologi

glukoneogenes - n., antal synonymer: 1 • reaktion (33) ASIS Synonym Dictionary. VN Trishin. 2013... Synonymer Dictionary

glukoneogenes - - biosyntes av glukos, fortsätter på liknande sätt som glykolys, men i motsatt riktning... En kort ordlista med biokemiska termer

glukoneogenes - Biosyntes av glukos från icke-kolhydrat typ prekursorer, såsom pyruvat, aminosyror, glycerol [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Swe Rus.pdf] Ämnen Biotechnology SV glukoneogenes... Technical Handbook översättare

Glukoneogenes är processen för glukosbildning i en djurkropp (främst i levern) från proteiner, fetter och andra ämnen (inte från kolhydrater), exempelvis från glycerol. * * * GLUCONEOGENESIS GLUCONEOGENESIS, processen för att bilda glukos i djurkroppen...... Encyclopedic dictionary

Glukoneogenes - (. Grekiska glykys söt, Neos ny födelse och Genesis, ursprung), syntes av monosackarider (glukos ch mod..) av den icke-kolhydrat prekursorer förekommer i levande celler genom inverkan av enzymer. G. utförd i motsatt riktning...... Kemikaliehandbok

GLUCONEOGENESIS - processen för glukosbildning i en djurorganisme (främst i levern) från proteiner, fetter, etc. i (inte från kolhydrater), till exempel. från glycerin. Capercaillie: aktuell man och kvinna (ovan)... Naturvetenskap. Encyclopedic dictionary

Glukoneogenes. Leverans roll i kolhydratmetabolism;

ATP-frisättning vid aerob glukosnedbrytning.

Bildningen av ATP under glykolys kan fortsätta på två sätt:

1. Substratfosforylering, när för syntes av ATP från ADP och H₃RO₄ energin i substratets makroergiska bindning används.

2. Oxidativ fosforylering på grund av energi från elektron- och protonöverföring längs CPE (vävnadsandnadskomplex).

Under aeroba förhållanden, är 2 molekyler NADH → andningskedjan "sparade" och bilda 3 · 2 = 6 ATP-molekyler. (Ångdatorskedjan som oxiderar NADH har 3 fosforyleringspunkter - det här är I, III, IV. Komplexen i respirationskedjan per molekyl O₂ - 3 molekyler H₃RO₄. (F / D = 3) -. Fosforylering förhållande) Givet två ATP-molekyler som syntetiserats i fosforyleringsreaktioner före det skede av bildningen av pyruvat, det första steget erhålla 2ATF + = 6ATF 8ATF.

Om FAD-beroende substrat oxideras i andningskedjan förblir konjugeringspunkterna 2: III och IV-komplex (P / O = 2) per molekyl O₂ - 2 molekyler H₃RO₄.

På det tredje steget, på grund av vätgasgivaren och den korrekta energifunktionen hos Krebs-cykeln, får vi således 24 ATP.

Totalt uppnår vi 38 mol ATP i alla tre etapper av aeroboxidation av 1 mol glukos.

Den totala energin vid sönderdelning av glukos är 2880 kJ / mol. Den fria energin hos hydrolysen av ATP-bindningen med hög energi är 50 kJ / mol. För syntesen av ATP vid oxidation av glukos används 38 50 = 1900 kJ, vilket är 65% av den totala energin i nedbrytningen av glukos. Detta är den maximala möjliga energieffektiviteten av glukos.

Värdet av anaerob glykolys.

Anaerob glykolys, trots den lilla energieffekten, är den främsta energikällan för skelettmuskler under den initiala intensiva tiden, dvs. i förhållanden där syreförsörjningen är begränsad.

Dessutom extraherar röda blodkroppar energi genom anaerob oxidation av glukos, eftersom de inte har mitokondrier.

Glukoneogenes är syntesen av glukos från icke-kolhydrater substanser.

De huvudsakliga substraten av glukoneogenes:

Laktat är en produkt av anaerob glykolys i erytrocyter och arbetsmuskler, det används ständigt i glukoneogenes.

Glycerin frisätts under hydrolys av fetter eller under träning.

Aminosyror - bildas under nedbrytningen av muskelproteiner och ingår i glukoneogenes med långvarigt fastande eller förlängt muskelarbete.

Krebs Cycle Substrates

Fettsyror kan inte fungera som en källa till glukos.

Schema för införlivande av substrat i glukoneogenes.

Glukoneogenes ger kroppens behov av glukos i fall där en minskning av glukos inte kompenseras av leverglykogen. Till exempel: med en relativt lång fasta eller en skarp begränsning av kolhydrater i kosten.

Behåll blodsockernivån under långvarig och intensiv fysisk ansträngning. Under anaeroba förhållanden använder muskler endast glukos för energibehov.

Den konstanta tillförseln av glukos som energikälla är absolut nödvändigt för nervvävnaden (hjärnan) och röda blodkroppar.

Glukos är också nödvändig för fettvävnad att syntetisera glycerol, en integrerad del av lipider.

Processen av glukoneogenes sker huvudsakligen i levern och mindre intensiv i cortical substansen av njurarna, såväl som tarmslimhinnan.

Glykolysreaktioner äger rum i cytosolen, och en del av glukoneogenesreaktioner äger rum i mitokondrier.

Inkluderingen av olika substrat i glykoneogenes beror på kroppens fysiologiska tillstånd.

Den totala ekvationen för glukoneogenes:

Den mest signifikant bildning av glukos, i första hand från pyruvat eftersom den är lätt omvandlas huvudsakliga glykogen aminosyror - alanin, liksom mjölksyra, som i egenskap i betydande mängder i blodet från musklerna efter träning i levern genom inverkan av LDH oxiderade i pyruvat. Vid katabolism av substrat av Krebs-cykeln bildas oxaloacetat, vilket också ingår i reaktionen av glukoneogenes.

De huvudsakliga stadierna av glukoneogenes sammanfaller med glykolysreaktioner och katalyseras av samma enzymer, endast de fortsätter i motsatt riktning.

Det finns emellertid en mycket viktig egenskap på grund av det faktum att 3 reaktioner i glykolys katalyserad av kinaser: hexokinas, fosfofructokinas och pyruvatkinas är irreversibla. Dessa barriärer omges i glukoneogenes genom speciella reaktioner.

Betrakta glukoneogenesreaktioner som skiljer sig från glykolysreaktioner och förekommer i glukoneogenes med andra enzymer.

1. Bildning av fosfoenolpyruvat från pyruvat (kringgå pyruvatkinasreaktionen).

Reaktionen katalyseras av två enzymer: pyruvatkarboxylas och fosfoenolpyruvat-karboxykinas.

Den första reaktionen sker i mitokondrier. Enzym-pyruvatkarboxylas är biotinberoende (karboxyleringsreaktioner i celler sker med deltagande av H-vitamin):

Pyruvat + CO₂ + ATP + H₂Om pyruvatkarboxylasoxaloacetat (SCHUK) + ADP + H₃RO₄

Reaktionen fortskrider med användning av ATP.

Sedan går det andra egna enzymet av glukoneogenes, fosfoenolpyruvatkarboxykinas, in i reaktionen, fortsätter reaktionen i cytosolen:

SchUK + GTP fosfoenolpiruvatcarbokskniaza Fostoenolpyruvat + WITH₂ + GDF

I denna reaktion beror bildningen av den fosfatolpyruvatets mactoerga bindningen på GTP-energin, medan dekarboxylering av oxaloacetat sker.

Detta följs av glykolysreaktioner i motsatt riktning till steget av fruktos-1,6-difosfatbildning.

1. Fruktos-1,6-difosfathydrolys (kringgå fosfofructokinasreaktionen).

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

1. Hydrolys av fruktos-6-fosfat (kringgå hexokinasreaktionen)

Enzymfosfatas glukos-6-fosfat-fosfohexoisomeras.

Glukos-6-fosfat + N₂Om glukos-6-fosfatas glukos + N₃RO₄

Fri glukos, som bildas under denna reaktion, kommer från levern in i blodomloppet och utnyttjas av vävnaderna.

Energibalansen för glukoneogenes från pyruvat: 6 mol ATP konsumeras för syntesen av 1 mol glukos och 2 mol pyruvat.

viktigt glukoneogenes från glycerin och aminosyror.

Under fästning, när fettsyrorna är mycket konsumerade som energikällor, produceras glycerin i stora mängder, som aktiveras av ATP under påverkan av glycerokinas, omvandlas till a-glycerofosfat och oxideras sedan av glycerofosfatdehydrogenas till fosfodioxiaceton-glykolysubstrat.

Vidare används fosfodioxiaceton vid syntes av glukos, d.v.s. i glukoneogenes.

Glukoneogenes från laktat.

Laktat bildat under aerob glykolys omvandlas till pyruvat i levern och laktat som bildas i de intensivt arbetande musklerna går in i blodet och sedan in i levern och omvandlas till pyruvat av LDH, vilket ingår i glukoneogenes och den resulterande glukosen kommer in i blodet och absorberas av skelettet muskler - denna sekvens kallas Corey-cykeln eller glukos-laktatcykeln.

För varje molekyl av laktat under glukoneogenes konsumeras tre ATP-molekyler (mer exakt två ATP och en GTP); Eftersom bildningen av glukos kräver 2 molekyler laktat beskrivs den totala processen av glukoneogenes från laktat enligt följande:

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

Den resulterande glukosen kan återinträda musklerna och omvandlas till mjölksyra.

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

Följaktligen producerar arbetsmuskler som ett resultat av Corey-cykelns aktivitet (glukos-laktatcykel) 2 ATP genom att konsumera 6 ATP i levern.

SYNTES AV GLUCOS I LIVAREN (GLUCONEOGENESIS)

Glukoneogenes är processen att syntetisera glukos från icke-kolhydrater substanser. I däggdjur utförs denna funktion huvudsakligen av levern, i mindre utsträckning - njurarna och cellerna i tarmslimhinnan. De huvudsakliga substraten av glukoneogenes är pyruvat, laktat, glycerin, aminosyror (Figur 10).

Glukoneogenes ger kroppens behov av glukos i de fall då kosten innehåller en otillräcklig mängd kolhydrater (motion, fastande). Permanent glukosintag är särskilt nödvändigt för nervsystemet och röda blodkroppar. När koncentrationen av glukos i blodet sjunker under en viss kritisk nivå försämras hjärnans funktion. vid allvarlig hypoglykemi inträffar en koma och döden kan inträffa.

Tillförseln av glykogen i kroppen är tillräcklig för att uppfylla kraven på glukos mellan måltiderna. När kolhydrater eller full svält, såväl som vid tillstånd av långvarigt fysiskt arbete, upprätthålls glukoskoncentrationen av glukos i blodet. Ämnen som kan omvandlas till pyruvat eller annan glukoneogenesmetabolit kan vara involverade i denna process. Figuren visar punkterna för inkludering av primära substrat i glukoneogenes:

Glukos är nödvändig för fettvävnad som en källa till glycerol, som är en del av glycerider; Det spelar en viktig roll för att upprätthålla effektiva koncentrationer av citronsyracykelsubstituerade metaboliter i många vävnader. Även i förhållanden där de flesta av kroppens kaloribehov tillgodoses av fett, finns det alltid ett visst behov av glukos. Dessutom är glukos det enda bränslet för skelettmuskulärarbete under anaeroba förhållanden. Det är en föregångare till mjölksocker (laktos) i bröstkörtlarna och konsumeras aktivt av fostret under utvecklingsperioden. Mekanismen för glukoneogenes används för att avlägsna vävnadsmetabolismsprodukter från blodet, såsom laktat bildat i muskler och röda blodkroppar, glycerol, som kontinuerligt bildas i fettvävnad

Inkluderingen av olika substrat i glukoneogenes beror på kroppens fysiologiska tillstånd. Laktat är en produkt av anaerob glykolys i röda blodkroppar och arbetsmuskler. Glycerin frisätts vid hydrolys av fett i fettvävnad i efter-adsorptionsperioden eller under träning. Aminosyror bildas som ett resultat av nedbrytningen av muskelproteiner.

Sju glykolysreaktioner är lätt reversibla och används i glukoneogenes. Men de tre kinasreaktionerna är irreversibla och måste shuntas (fig 12). Således defosforyleras fruktos-1,6-difosfat och glukos-6-fosfat med specifika fosfataser och pyruvat fosforyleras för att bilda fosfoenolpyruvat genom två mellanliggande steg genom oxaloacetat. Bildningen av oxaloacetat katalyseras av pyruvatkarboxylas. Detta enzym innehåller biotin som ett koenzym. Oxaloacetat bildas i mitokondrier, transporteras till cytosolen och ingår i glukoneogenes. Uppmärksamhet bör ägnas åt att varje av de irreversibla glykolysreaktionerna tillsammans med den motsvarande irreversibla glukoneogenesreaktionen utgör en cykel som kallas substrat:

Det finns tre sådana cykler - enligt tre irreversibla reaktioner. Dessa cykler tjänar som tillämpningsområden för regulatoriska mekanismer, varigenom flödet av metaboliter förändras antingen längs vägen för glukosnedbrytning eller längs vägen för dess syntes.

Riktningen för reaktionerna hos den första substratcykeln regleras huvudsakligen av glukoskoncentrationen. Under matsmältningen ökar koncentrationen av glukos i blodet. Glukokinasaktiviteten under dessa förhållanden är maximal. Som ett resultat accelereras den glykolytiska reaktionen glukos-glukos-6-fosfat. Dessutom inducerar insulin glukokinasyntes och därmed accelererar glukosfosforylering. Eftersom leverglukokinas inte hämmas av glukos-6-fosfat (till skillnad från muskelhexokinas) riktas huvuddelen av glukos-6-fosfat längs den glykolytiska vägen.

Omvandlingen av glukos-6-fosfat till glukos katalyseras av ett annat specifikt fosfatas-glukos-6-fosfatas. Det förekommer i lever och njurar, men är frånvarande i muskler och fettvävnad. Närvaron av detta enzym gör att vävnaden kan leverera glukos till blodet.

Nedbrytningen av glykogen med bildandet av glukos-1-fosfat är fosforylas. Syntesen av glykogen fortskrider längs en helt annan väg genom bildandet av uridindifosfatglukos och katalyseras av glykogensyntas.

Den andra substratcykeln: omvandlingen av fruktos-1,6-bisfosfat till fruktos-6-fosfat, katalyseras av ett specifikt enzym fruktos-1,6-bisfosfatas. Detta enzym finns i lever och njurar, det hittades också i strimmig muskel.

Riktningen för reaktionerna för den andra substratcykeln beror på aktiviteten av fosfofructokinas och fruktos-1,6-bisfosfatfosfatas. Aktiviteten av dessa enzymer beror på koncentrationen av fruktos-2,6-bisfosfat.

Fruktos-2,6-bisfosfat bildas genom fosforylering av fruktos-6-fosfat med deltagande av det bifunktionella enzymet (BIF), som också katalyserar den omvända reaktionen.

Kinasaktivitet uppträder när det bifunktionella enzymet är i den defosforylerade formen (BIF-OH). Den defosforylerade formen av BIF är karakteristisk för absorptionsperioden när insulin-glukagonindexet är högt.

Med ett låginsulin-glukagonindexkännetecken för en långvarig fastperiod uppträder BIF-fosforylering och manifestation av dess fosfatasaktivitet, vilket resulterar i en minskning av mängden fruktos-2,6-bisfosfat, saktning av glykolys och övergång till glukoneogenes.

Kinas- och fosfatasreaktioner katalyseras av olika aktiva ställen i BIF, men i var och en av de två tillstånden i enzymet - fosforylerat och defosforylerat - inhiberas en av de aktiva ställena.

Datum tillagd: 2015-09-18; Visningar: 1298; ORDER SKRIVNING ARBETE

Glukoneogenes i levern

Glukoneogenes är syntesen av glukos från icke-kolhydratprodukter. Sådana produkter eller metaboliter är huvudsakligen mjölksyra och pyrodruvsyra, de så kallade glykogena aminosyrorna och ett antal andra föreningar. Med andra ord kan glukosprekursorer i glukoneogenes vara pyruvat eller någon förening som omvandlas till pyruvat under katabolism eller en av intermediärprodukterna av trikarboxylsyracykeln. Hos ryggradsdjur är glukoneogenesen mest intensiv i cellerna i lever och njurar (cortex).

De flesta av stadierna av glukoneogenes är reverseringen av glykolysreaktioner. Endast tre glykolysreaktioner (hexokinas, fosfofructokinas och pyruvatkinas) är irreversibla, därför används andra enzymer i processen med glukoneogenes i tre steg. Betrakta vägen för glukossyntes från pyruvat.

Bildning av fosfoenolpyruvat från pyruvat. Syntesen av fosfoenolpyruvat utförs i flera steg. Ursprungligen pyruvat under inverkan av pyruvatkarboxylas och med deltagande av CO₂ och ATP är karboxylerad (den så kallade aktiva formen av CO₂, vid bildning av vilka, förutom ATP, deltar biotin.) med bildningen av oxaloacetat:

Sedan omvandlas oxaloacetat till fosfoenolpyruvat som en följd av dekarboxylering och fosforylering under påverkan av enzymet fosfoenolpyruvatkarboxykinas (enzymmets namn ges genom omvänd reaktion). Givaren av fosfatrest i reaktionen är guanosintrifosfat (GTP):

Senare visade sig att både cytoplasma och mitokondrieenzymer är involverade i bildandet av fosfoenolpyruvat.

Det första steget är lokaliserat i mitokondrier (figur 88). Pyruvatkarboxylas, som katalyserar denna reaktion, är ett allosteriskt mitokondrieenzym. Acetyl-CoA krävs som en allosterisk aktivator av detta enzym. Det mitokondriella membranet är ogenomträngligt för det resulterande oxaloacetatet. Den senare återställs också i malokondrier i malat:

Reaktionen fortskrider med deltagande av mitokondrialt NAD-beroende malatdehydrogenas. I mitokondrier är förhållandet NADH₂/ NAD är relativt stor, och därför återställs intramitokondrialt oxaloacetat lätt till malat, vilket lätt lämnar mitokondrier, som passerar genom mitokondriska membranet. I cytoplasman är förhållandet NADH₂/ OVER är mycket liten och malat oxideras igen till oxaloacetat med deltagande av cytoplasmatiskt NAD-beroende malatdehydrogenas:

Ytterligare omvandling av oxaloacetat till fosfoenolpyruvat sker i cellens cytoplasma. I fig. 89 avbildar ovanstående förfarande för bildning av fosfoenolpyruvat från pyruvat.

Omvandlingen av fruktos-1,6-difosfat till fruktos-6-fosfat. Fosforolpyruvat bildat från pyruvat omvandlas till fruktos-1,6-difosfat som ett resultat av en serie reversibla glykolysreaktioner. Detta följs av fosfofructokinasreaktionen, som är irreversibel. Glukoneogenes förbigår denna endergoniska reaktion. Omvandlingen av fruktos-1,6-difosfat till fruktos-6-fosfat katalyseras av specifikt fosfatas:

Det bör noteras att fruktos-bis-fosfatas inhiberas av AMP och aktiveras av ATP, dvs dessa nukleotider har en effekt på fruktos-bis-fosfatas, motsatsen till deras effekt på fosfofructokinas (se s. 329). När koncentrationen av AMP är låg och koncentrationen av ATP är hög stimuleras glukoneogenesen. I motsats där när ATP / AMP-förhållandet är låg uppträder glukosuppdelning i cellen.

Bildningen av glukos från glukos-6-fosfat. I det efterföljande reversibla steget av glukosbiosyntes omvandlas fruktos-6-fosfat till glukos-6-fosfat. Den senare kan defosforyleras (dvs reaktionen går runt hexokinasreaktionen) under påverkan av enzymet glukos-6-fosfatas:

I fig. 89 presenterar "bypass" -reaktioner i biosyntesen av glukos från pyruvat och laktat. Det är intressant att notera att det finns ett nära samband mellan glykolys, som inträffar intensivt i muskelvävnaden under dess aktiva aktivitet och glukoneogenes, speciellt karakteristisk för levervävnaden. Med maximal muskelaktivitet som ett resultat av ökad glykolys diffunderar ett överskott av mjölksyra in i blodet. En signifikant del av överflödigt laktat i levern omvandlas till glukos (glukoneogenes). Den glukos som bildas i levern kan sedan användas som ett energisubstrat som är nödvändigt för aktiviteten av muskelvävnad. Förhållandet mellan glykolysprocesser i muskelvävnad och glukoneogenes i levern visas i diagrammet.

Aerob metabolism av pyruvat

Celler som är dåligt försedda med syre kan helt eller delvis existera på grund av glykolysens energi. De flesta vävnader får emellertid energi huvudsakligen på grund av aeroba processer (till exempel oxidation av pyruvat). Under glykolys återställs pyruvsyra och omvandlas till mjölksyra - slutprodukten av anaerob metabolism; i fallet med aerob transformation genomgår pyruvsyra oxidativ dekarboxylering för att bilda acetyl-CoA, vilken sedan kan oxideras till vatten och CO₂.

Oxidation av pyruvat till acetyl-CoA (oxidativ dekarboxylering av pyruvsyra)

Oxidationen av pyruvat till acetyl CoA, katalyserad av pyruvat-dehydrogenas-systemet, fortsätter i flera steg (fig 90). Tre enzymer (pyruvatdehydrogenas, lipoatacetyltransferas, lipoamiddehydrogenas) och fem koenzymer (NAD, FAD, tiamindifosfat, amid av liposyra och koenzym A) deltar i det. Totalt kan reaktionen skrivas enligt följande:

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

Reaktionen åtföljs av en signifikant minskning av standard fri energi och är praktiskt taget irreversibel.

Det första steget i den oxidativa dekarboxyleringen av pyruvat katalyseras av enzymet pyruvatdehydrogenas (E₁); Kozymet i denna reaktion är TDF. Splits off₂, och hydroxietylderivat TDF bildas från pyruvat:

I det andra steget av förfarandet kan hydroxietylgruppen av komplexet E₁ - THP-CHOH-CH₃ överförs till liposyraamiden, vilken i sin tur är associerad med enzymet lipoatacetyltransferas (E₂). Acetyl är associerad med den reducerade formen av liposyraamiden och TDF-E frigörs.₁.

Acetyl-lipoat (kopplat till enzymkomplexet) interagerar sedan med koenzym A (tredje etappen). Reaktionen katalyseras av enzymet lipoatacetyltransferas (E₂). Acetyl CoA bildas, vilket separeras från enzymkomplexet:

I det fjärde steget sker oxidationen av den reducerade liposyran till dess disulfidform. Reaktionen katalyseras av enzymet lipoamidd dehydrogenas (E₃), som innehåller koenzym FAD, som kan reducera:

Slutligen, i femte etappen, E₃-FADH₂ oxideras av NAD. Som ett resultat av reaktionen regenereras den oxiderade formen E.₃-FAD och NADH bildas₂:

Acetyl-CoA bildad under processen av oxidativ dekarboxylering genomgår ytterligare oxidation med bildandet av CO i slutet₂ och H₂A. Med andra ord sker fullständig oxidation av acetyl CoA i trikarboxylsyracykeln eller Krebs-cykeln. Denna process, såväl som den oxidativa dekarboxyleringen av pyruvat, uppträder i mitokondrier hos celler.

Glyoxylatcykel

I högre växter och mikroorganismer i processen med glukoneogenes spelar glyoxylatcykeln en viktig roll. På grund av denna cykel kan högre växter och mikroorganismer omvandla bikarbonmetaboliter, och därmed acetyl-CoA till kolhydrater. I djurceller finns det inga två viktiga enzymer i glyoxylatcykeln: isocitratlyas och malatsyntas, och därför kan denna cykel inte utföras i dem.

Det allmänna schemat för glyoxylatcykeln kan representeras enligt följande:

glukoneogenes

Glukoneogenes är syntesen av glukos från ämnen som inte är kolhydrater, som huvudsakligen förekommer i levern och mindre intensivt i njurarnas kortikala substans och i tarmslimhinnan.

Funktionen av glukoneogenes är att upprätthålla blodsockernivån under långvarig fastande och intensiv fysisk ansträngning. Permanent glukosintag som energikälla är särskilt nödvändigt för nervvävnad och röda blodkroppar.

Glukonogenesubstrat - PVC, mjölksyra, glycerin, aminosyror. Deras upptagande i glukoneogenes beror på organismens fysiologiska tillstånd.

De flesta reaktionerna av glukoneogenes är omvänd glykolys. De katalyseras av samma enzymer som motsvarande glykolysreaktioner.

Tre glykolysreaktioner (hexokinas (1), fosfofructokinas (3), pyruvat (10)) är irreversibla, och under glukoneogenes arbetar andra enzymer vid dessa steg.

Syntes av glukos från PVC.

Det första steget är bildandet av fosfoenolpyruvat från PVC.

a) karboxylering av PVA under inverkan av pyruvatkarboxylas med bildandet av oxaloacetat i mitokondrier:

Pyruvatkarboxylas är ett mitokondrialt enzym vars allosteriska aktivator är acetyl-KoA. För oxaloacetat är mitokondriamembranet ogenomträngligt, därför förändras oxaloacetat i mitokondrier till malat med deltagande av mitokondriellt NAD-beroende malatdehydrogenas:

Malat utgångar mitokondrierna genom mitokondriamembranet i cytosolen, där det under oxideringen av cytoplasmatiskt NAD-beroende malatdehydrogenas oxideras till oxaloacetat:

b) dekarboxylering och fosforylering av oxaloacetat sker i cellens cytosol med bildningen av fosfoenolpyruvat; enzym-fosfoenolpyruvat-karboxykinas:

Steg 2 - omvandlingen av fruktos-1,6-bisfosfat till fruktos-6-fosfat.

Som ett resultat av reversibla glykolysreaktioner omvandlas fosfololpyruvat till fruktos-1,6-fosfat. Detta följs av den irreversibla fosfolystokinas-glykolysreaktionen. Glukoneogenes förbigår denna reaktion:

Det tredje steget är bildandet av glukos från fruktos-6-fosfat.

Fruktos-6-fosfat omvandlas till glukos-6-fosfat, som defosforyleras (reaktionen går runt hexokinas) under inverkan av glukos-6-fosfatas:

194.48.155.245 © studopedia.ru är inte författare till de material som publiceras. Men ger möjlighet till fri användning. Finns det upphovsrättsintrång? Skriv till oss | Kontakta oss.

Inaktivera adBlock!
och uppdatera sidan (F5)
mycket nödvändigt