Glukonogenezės etapai (reakcijos) ir reguliavimas

The gliukonogenezė Tai medžiagų apykaitos procesas, kuris vyksta beveik visose gyvose būtybėse, įskaitant augalus, gyvūnus ir įvairius mikroorganizmus. Jį sudaro gliukozės sintezė arba susidarymas iš anglies turinčių junginių, kurie nėra angliavandeniai, pvz., Amino rūgštys, glikogenai, glicerolis ir laktatas.

Tai yra vienas iš anabolinių angliavandenių apykaitos būdų. Sintezuoja arba sudaro gliukozės molekules, daugiausia esančias kepenyse ir, kiek mažiau, žmonių ir gyvūnų inkstų žievėje.

Šis anabolinis procesas vyksta po atvirkštinio gliukozės katabolinio kelio, turinčio skirtingus specifinius fermentus negrįžtamuose glikolizės taškuose.

Gliukogenogenezė yra svarbi siekiant padidinti gliukozės kiekį kraujyje ir audiniuose hipoglikemijos atvejais. Ji taip pat sušvelnina angliavandenių koncentracijos sumažėjimą ilgainiui arba kitose situacijose.

Indeksas

• 1 Charakteristikos
  • 1.1 Tai yra anabolinis procesas
  • 1.2. Gliukozės tiekimas
• 2 Gliukogenogenezės etapai (reakcijos)
  • 2.1 Sintetinis maršrutas
  • 2.2 Ferofenolpiruvato karboksikinazės veikimas
  • 2.3 Fruktozės-1,6-bisfosfatazės fermento veikimas
  • 2.4 Gliukozės-6-fosfatazės fermento poveikis
• 3 Gliukogeniniai pirmtakai
  • 3.1 Laktatas
  • 3.2 Piruvatas
  • 3.3 Glicerolis ir kt
• 4 Glioneogenezės reguliavimas
• 5 Nuorodos

Savybės

Tai anabolinis procesas

Glukonogenezė yra vienas iš anabolinių angliavandenių apykaitos procesų. Per savo mechanizmą gliukozė sintezuojama iš smulkių molekulių sukurtų pirmtakų ar substratų.

Gliukozė gali būti gaunama iš paprastų baltymų pobūdžio biomolekulių, pvz., Gliukogeninių aminorūgščių ir glicerolio, antrasis - iš trigliceridų lipolizės riebaliniame audinyje..

Laktatas taip pat veikia kaip substratas ir mažesniu mastu nelygios grandinės riebalų rūgštys.

Pateikite gliukozės tiekimą

Glukonogenezė yra labai svarbi gyvoms būtybėms ir ypač žmogaus organizmui. Taip yra todėl, kad ji ypatingais atvejais padeda užtikrinti didelį gliukozės poreikį, kurio reikia smegenyse (maždaug 120 gramų per dieną).

Kokios kūno dalys reikalauja gliukozės? Nervų sistema, inkstų medulė, tarp kitų audinių ir ląstelių, pvz., Raudonųjų kraujo kūnelių, kurie naudoja vienintelį ar pagrindinį energijos ir anglies šaltinį.

Glukozės parduotuvės, kaip antai glikogeno, laikomo kepenyse ir raumenyse, nepakanka vienai dienai. Tai neatsižvelgiant į dietas ar intensyvius pratimus. Dėl šios priežasties gliukogenogenezės būdu organizmas tiekiamas gliukoze, susidariusia iš kitų ne angliavandenių pirmtakų ar substratų..

Be to, šis kelias įsikiša į gliukozės homeostazę. Šiuo būdu susidaręs gliukozė yra ne tik energijos šaltinis, bet ir kitų anabolinių reakcijų substratas.

To pavyzdys yra biomolekulių biosintezės atvejis. Tarp jų yra gliukokonjugatai, glikolipidai, glikoproteinai ir aminoazucaratai bei kiti heteropolisacharidai.

Gliukogenogenezės etapai (reakcijos)

Sintetinis maršrutas

Gliukogenogenezė atliekama ląstelių citozolyje arba citoplazmoje, daugiausia kepenyse, o mažesniu mastu - inkstų žievės ląstelių citoplazmoje..

Jos sintetinis kelias sudaro didelę glikolizės reakcijos dalį (gliukozės katabolinį kelią), tačiau priešinga kryptimi.

Tačiau svarbu pažymėti, kad trys glikolizės reakcijos, kurios yra termodinamiškai negrįžtamos, bus gliukogenogenezėje, kurią katalizuoja specifiniai fermentai, kurie skiriasi nuo tų, kurie dalyvauja glikolizėje, o tai leidžia reaguoti priešinga kryptimi..

Konkrečiai jos yra glikolitinės reakcijos, kurias katalizuoja heksokinazės arba gliukokazės, fosfofrukokinazės ir piruvato kinazės fermentai..

Apžvelgiant svarbiausius gliukogenogenezės etapus, katalizuojamus specifinių fermentų, piruvato konversija į fosfoenolpiruvatą reikalauja realių reakcijų..

Pirmasis įvyksta mitochondrijų matricoje, konvertuojant piruvatą į oksaloacetatą, katalizuotą piruvato karboksilazės.

Savo ruožtu, kad oksaloacetatas dalyvautų, mitochondrijų malato dehidrogenazės pagalba jis turi būti paverstas malatu. Šį fermentą mitochondrijos transportuoja į citozolį, kur jis vėl transformuojamas į oksaloacetatą ląstelių citoplazmoje randama malato dehidrogenaze..

Fosfenolpiruvato karboksikinazės veikimas

Per fermento fosfenolpiruvato karboksikinazę (PEPCK) oksaloacetatas paverčiamas fosfofenolpiruvatu. Atitinkamos reakcijos apibendrintos toliau:

Piruvatas + CO₂ + H₂O + ATP => Oksaloacetatas + ADP + P_i + 2H⁺

Oksaloacetatas + GTP <=> Fosfoenolpiruvato + CO₂ + BVP

Visi šie įvykiai leidžia piruvato transformaciją į fosfinolpiruvatą be piruvato kinazės įsikišimo, kuris yra specifinis glikolitiniam keliui.

Tačiau fosfololpiruvatas transformuojamas į fruktozę-1,6-bisfosfatą, veikiant glikolitiniams fermentams, kurie katalizuoja šias reakcijas grįžtamai.

Fruktozės-1,6-bisfosfatazės fermento veikimas

Kita reakcija, pakeičianti fosfofrukokinazės poveikį glikolitiniame take, yra ta, kuri fruktozę-1,6-bisfosfatą paverčia fruktoze-6-fosfatu. Fruktozės-1,6-bisfosfatazės fermentas šią reakciją katalizuoja gliukogenogeniniu būdu, kuris yra hidrolizinis ir apibendrintas toliau:

Fruktozė-1,6-bisfosfatas + H₂O => Fruktozė-6-fosfatas + P_i

Tai yra vienas iš gliukonogenezės reguliavimo taškų, nes šiam fermentui reikia Mg²⁺ už savo veiklą. Fruktozės-6-fosfatas patiria izomerizacijos reakciją, katalizuotą fermento fosfogliomerizacijos būdu, kuris transformuoja jį į gliukozės-6-fosfatą.

Gliukozės-6-fosfatazės fermento poveikis

Galiausiai trečia iš šių reakcijų yra gliukozės-6-fosfato konversija į gliukozę.

Tai vyksta gliukozės-6-fosfatazės, kuri katalizuoja hidrolizės reakciją, ir kuri pakeičia negrįžtamąjį heksokinazės arba gliukokinazės poveikį glikolitiniu būdu, poveikiu.

Gliukozė-6-fosfatas + H₂O => Gliukozė + P_i

Šis gliukozės-6-fosfatazės fermentas yra prijungtas prie kepenų ląstelių endoplazminio tinklelio. Ji taip pat turi Mg kofaktorių²⁺ vykdyti savo katalizinę funkciją.

Jo vieta garantuoja kepenų kaip gliukozės sintezatoriaus funkciją, kad atitiktų kitų organų poreikius.

Gliukogeniniai pirmtakai

Kai organizme nėra pakankamai deguonies, kaip tai gali įvykti raumenyse ir eritrocituose, jei pratęstas pratimas, vyksta gliukozės fermentacija; tai reiškia, kad gliukozė nėra visiškai oksiduojama anaerobinėmis sąlygomis, todėl gaminamas laktatas.

Tas pats produktas gali patekti į kraują ir iš ten į kepenis. Ten jis veiks kaip gliukogeninis substratas, nes įeinant į Cori ciklą, laktozė virsta piruvatu. Ši transformacija atsiranda dėl fermento laktato dehidrogenazės poveikio.

Laktatas

Laktatas yra svarbus žmogaus organizmo gliukogenogeninis substratas, o glikogeno atsargų išeikvojimo metu laktato konversija į gliukozę padeda papildyti glikogeno sandėlį raumenyse ir kepenyse..

Piruvatas

Kita vertus, per reakcijas, kurios sudaro vadinamąjį gliukozės-alanino ciklą, atsiranda piruvato transaminuojamumas.

Tai randama papildomuose kepenų audiniuose, todėl piruvatas transformuojamas į alaniną, kuris yra kitas svarbus gliukogenogeninis substratas.

Ekstremalios ilgalaikės nevalgius ar kitokių metabolinių pokyčių sąlygomis baltymų katabolizmas bus gliukogeninių aminorūgščių šaltinis kaip paskutinė galimybė. Tai sudarys Krebso ciklo tarpininkus ir sukurs oksaloacetatą.

Glicerolis ir kt

Glicerolis yra vienintelis svarbus gliukogenogeninis substratas, atsirandantis dėl lipidų apykaitos.

Jis išsiskiria hidrolizuojant triacilgliceridus, kurie laikomi riebaliniame audinyje. Jos transformuojamos sekančiomis fosforilinimo ir dehidrogenavimo reakcijomis į dihidroksacetono fosfatą, kuris seka gliukozenišku būdu ir sudaro gliukozę..

Kita vertus, keletas nelygios grandinės riebalų rūgščių yra gliukogeninės.

Gliukogenogenezės reguliavimas

Vienas iš pirmųjų gliukoneogenezės kontrolės būdų yra mažai angliavandenių turinčių maisto produktų suvartojimas, dėl kurio kraujyje yra normalus gliukozės kiekis..

Priešingai, jei angliavandenių suvartojimas yra mažas, gliukogenogenezės kelias bus svarbus siekiant patenkinti organizmo gliukozės reikalavimus..

Glikolizės ir glikoneogenezės tarpusavio reguliavime yra ir kitų veiksnių: ATP lygiai. Kai jie yra aukšti, glikolizė slopinama, o gliukogenogenezė yra aktyvuota.

Priešingai atsitinka su AMP lygiais: jei jie yra aukšti, glikolizė yra aktyvuota, bet gliukogenogenezė slopinama.

Reakcijose, kurias katalizuoja specifiniai fermentai gliukoneogenezėje, yra tam tikrų kontrolinių taškų. Kuris? Fermentinių substratų ir kofaktorių, tokių kaip Mg, koncentracija²⁺, ir aktyvatorių, tokių kaip fosfofrukokinazės, buvimas.

Fosfofrukokinazę aktyvuoja AMP ir kasos hormonų insulino, gliukagono ir net kai kurių gliukokortikoidų įtaka..

Nuorodos

1. Mathews, Holde ir Ahern. (2002). Biochemija (3-asis red.). Madridas: PEARSON
2. Wikibooks. (2018). Biochemijos / gliukogenogenezės ir glikogenezės principai. Paimta iš: en.wikibooks.org
3. Shashikant Ray. (2017 m. Gruodžio mėn.). Glukonogenezės reguliavimas, matavimai ir sutrikimai. Paimta iš: researchgate.net
4. Gliukogenogenezė [PDF] Paimta iš: imed.stanford.edu
5. 3-glikolizės ir glukonogenezės paskaita. [PDF] Paimta iš: chem.uwec.edu
6. Gliukogenogenezė [PDF] Paimta iš: chemistry.creighton.edu