Glükoneogenezis szakaszok (reakciók) és szabályozás

az glükoneogenézis Ez egy olyan anyagcsere-folyamat, amely szinte minden élő lényben, beleértve a növényeket, az állatokat és a különböző típusú mikroorganizmusokat is. A széntartalmú vegyületekből, nem szénhidrátokból, például aminosavakból, glikogénekből, glicerinből és laktátból származó glükóz szintéziséből vagy képződéséből áll..

Ez az egyik módja az anabolikus szénhidrátok metabolizmusának. Szintetizál vagy képez glükózmolekulákat, amelyek főként a májban és kisebb mértékben az emberek és állatok veséjének kéregében vannak jelen.

Ez az anabolikus folyamat a glükóz-katabolikus út fordított értelme után következik be, és a glikolízis visszafordíthatatlan pontjaiban különböző specifikus enzimekkel rendelkezik..

A glükoneogenezis fontos a vér és a szövetek glükózszintjének növeléséhez hipoglikémia esetén. Ez is megkönnyíti a szénhidrátok koncentrációjának csökkenését hosszabb ideig tartó gyorsulásokban vagy más helyzetekben.

index

• 1 Jellemzők
  • 1.1 Anabolikus folyamat
  • 1.2 Adjon glükózkészletet
• 2 A glükoneogenezis szakaszai (reakciók)
  • 2.1 Szintetikus útvonal
  • 2.2 A foszfoinolpiruvát-karboxi-kinaáz enzim hatása
  • 2.3 A fruktóz-1,6-biszfoszfatáz enzim hatása
  • 2.4 A glükóz-6-foszfatáz enzim hatása
• 3 Glükonogén prekurzorok
  • 3.1 Laktát
  • 3.2 Piruvát
  • 3.3 Glicerin és mások
• 4 A glükoneogenezis szabályozása
• 5 Referenciák

jellemzői

Ez egy anabolikus folyamat

A glükoneogenezis a szénhidrát anyagcsere anabolikus folyamata. Mechanizmusa révén a glükózt kis molekulák által előállított prekurzorokból vagy szubsztrátokból állítják elő.

A glükóz a fehérje jellegű egyszerű biomolekulákból, például glükogén aminosavakból és glicerinből állítható elő, a második pedig a zsírszövetben a trigliceridek lipolíziséből származik..

A laktát szubsztrátként és kisebb mértékben páratlan láncú zsírsavakként is működik.

Adjon glükózkészletet

A glükoneogenezis nagyon fontos az élő lények és különösen az emberi test számára. Ez azért van, mert különleges esetekben biztosítja az agy által igényelt glükóz nagy igényét (napi 120 gramm)..

Milyen testrészeket igényel a glükóz? Az idegrendszer, a veseelégtelenség, többek között a szövetek és sejtek, például a vörösvértestek között, amelyek glükózt használnak egyetlen vagy fő energiaforrásként..

A májban és az izmokban tárolt glükóz tárolók, mint a glikogén, alig elegendőek egy napra. Ez az étrend vagy az intenzív gyakorlatok figyelembe vétele nélkül történik. Ezért a glükoneogenezis révén a test más, nem szénhidrát prekurzorokból vagy szubsztrátokból képződött glükózzal van ellátva..

Hasonlóképpen, ez az út a glükóz homeosztázisában lép fel. Az így kialakuló glükóz az energiaforrás mellett más anabolikus reakciók szubsztrátja.

Erre példa a biomolekulák bioszintézise. Ezek közül a glükokonjugátok, glikolipidek, glikoproteinek és aminoazukarátok és más heteropoliszacharidok..

A glükoneogenezis szakaszai (reakciók)

Szintetikus útvonal

A glükoneogenezist a sejtek citoszolában vagy citoplazmájában, elsősorban a májban és kisebb mértékben a vesekéreg sejtjeinek citoplazmájában végezzük..

Szintetikus útja a glikolízis (glükóz-katabolikus út) reakcióinak nagy részét képezi, de ellenkező irányba.

Fontos azonban megjegyezni, hogy a glikolízis 3 reakciója, amelyek termodinamikailag irreverzibilisek, a glükoneogenezisben a glikolízisben résztvevőektől eltérő specifikus enzimek által katalizálódnak, ami lehetővé teszi a reakciók ellenkező irányú előfordulását.

Kifejezetten azok a glikolitikus reakciók, amelyeket a hexokináz vagy a glükokináz, a foszfofruktokináz és a piruvát kináz katalizál..

A specifikus enzimek által katalizált glükoneogenezis kulcsfontosságú lépéseinek felülvizsgálata során a piruvát foszfoenol-piruváttá történő átalakítása számos reakciót igényel.

Az első a mitokondriális mátrixban fordul elő piruvát oxalacetáttá történő átalakításával, amelyet piruvát-karboxiláz katalizál..

Ahhoz, hogy az oxaloacetát részt vegyen, a mitokondriális malát-dehidrogenázzal át kell alakítani a malátot. Ezt az enzimet a mitokondriumok szállítják a citoszolba, ahol a sejt citoplazmájában található malát-dehidrogenáz segítségével újra átalakul oxaloacetáttá..

A foszfoinolpiruvát-karboxi-kaináz enzim hatása

A foszfoinolpiruvát-karboxi-kinaáz (PEPCK) hatására az oxalacetát foszfoinol-piruvátvá alakul. A megfelelő reakciókat az alábbiakban foglaljuk össze:

Piruvát + CO₂ + H₂O + ATP => Oxaloacetát + ADP + P_én + 2H⁺

Oxaloacetát + GTP <=> Fosfoenolpiruvato + CO₂ + GDP

Mindezek az események lehetővé teszik a piruvát foszfoinol-piruvát átalakítását piruvát kináz beavatkozása nélkül, amely a glikolitikus útvonalra specifikus..

A foszfoenolpiruvát azonban glikolitikus enzimek hatására fruktóz-1,6-biszfoszfáttá alakul, amelyek reverzibilis módon katalizálják ezeket a reakciókat.

A fruktóz-1,6-biszfoszfatáz enzim hatása

A következő reakció, amely a foszfofruktokináz hatását helyettesíti a glikolitikus úton, az az, amely a fruktóz-1,6-biszfoszfátot fruktóz-6-foszfáttá alakítja. A fruktóz-1,6-biszfoszfatáz enzim katalizálja ezt a reakciót a glükoneogén úton, amely hidrolitikus, és az alábbiakban foglaljuk össze:

Fruktóz-1,6-biszfoszfát + H₂O => Fruktóz-6-foszfát + P_én

Ez a glükoneogenezis egyik szabályozási pontja, mivel ez az enzim Mg-t igényel²⁺ az Ön tevékenységéhez. A fruktóz-6-foszfát olyan izomerizációs reakción megy át, amelyet a foszfoglükoizomeráz enzim katalizál, amely átalakítja azt glükóz-6-foszfáttá..

A glükóz-6-foszfatáz enzim hatása

Végül ezeknek a reakcióknak a harmadik része a glükóz-6-foszfát glükózzá történő átalakítása.

Ez a hidrolízis reakcióját katalizáló glükóz-6-foszfatáz hatásával megy végbe, amely a hexokináz vagy a glükokináz visszafordíthatatlan hatását helyettesíti a glikolitikus úton.

Glükóz-6-foszfát + H₂O => Glükóz + P_én

Ez a glükóz-6-foszfatáz enzim a májsejtek endoplazmatikus retikulumához kapcsolódik. Szükség van a Mg kofaktorra is²⁺ katalitikus funkcióját.

Helye garantálja a máj glükózszintetizátor funkcióját, hogy megfeleljen más szervek igényeinek.

Glükonogén prekurzorok

Ha a szervezetben nincs elég oxigén, mivel hosszabb edzés esetén az izmokban és az eritrocitákban előfordulhat, akkor a glükóz fermentációja következik be; azaz a glükóz anaerob körülmények között nem teljesen oxidálódik, ezért laktát keletkezik.

Ugyanez a termék átjuthat a vérbe és onnan a májba. Ott glükonogén szubsztrátként fog működni, mivel a Cori-ciklusba való belépéskor a laktát piruváttá válik. Ez az átalakulás a laktát-dehidrogenáz enzim hatásának köszönhető.

laktát

A laktát az emberi test fontos glükoneogén szubsztrátja, és ha a glikogén tartalékai kimerültek, a laktát glükózzá történő átalakulása segíti a glükogén tárolását az izmokban és a májban..

piruvát

Másrészt az úgynevezett glükóz-alanin ciklust alkotó reakciók révén a piruvát transzaminációja következik be.

Ez extra májszövetekben található, így a piruvát átalakulása alaninná, ami a másik fontos glükoneogén szubsztrát..

A tartós éhgyomorra vagy más anyagcsere-változások szélsőséges körülményei között a fehérjék katabolizmusa a glükogén aminosavak forrása lesz az utolsó lehetőségként. Ezek a Krebs-ciklus közvetítői és oxalacetátot képeznek.

Glicerin és mások

A glicerin az egyetlen glükoneogén szubsztrát, amely a lipid anyagcseréjéből származik.

A zsírszövetben tárolt triacil-gliceridek hidrolízise során szabadul fel. Ezeket a foszforiláció és a dehidrogénezést követő dihidroxi-aceton-foszfáttá alakítják át, amelyek a glükózkénti úton követik a glükózt..

Másrészt néhány páratlan láncú zsírsav glükonogén.

A glükoneogenezis szabályozása

A glükoneogenezis egyik első kontrollját alacsony szénhidrát-tartalmú élelmiszerek bevitelével végzik, ami normális glükózszintet eredményez a vérben.

Ezzel szemben, ha a szénhidrát bevitel alacsony, a glükoneogenezis útja fontos lesz a szervezet glükózigényének kielégítéséhez..

A glikolízis és a glükoneogenezis közötti kölcsönös szabályozásban vannak más tényezők is: ATP szintek. Ha magasak, glikolízis gátolódik, míg a glükoneogenezis aktiválódik.

Az AMP-szintekkel ellentétes: ha magasak, a glikolízis aktiválódik, de a glükoneogenezist gátolják.

A glükoneogenezisben specifikus enzimek által katalizált reakciókban vannak bizonyos kontrollpontok. Mi az? Az enzimatikus szubsztrátok és kofaktorok, például a Mg koncentrációja²⁺, és az aktivátorok, például a foszfofruktokináz létezése.

A foszfofruktokinázt aktiválja az AMP és a hasnyálmirigy hormonok inzulin, glukagon és még néhány glükokortikoid hatása is..

referenciák

1. Mathews, Holde és Ahern. (2002). Biochemistry (3. kiadás). Madrid: PEARSON
2. Wikikönyvek. (2018). A biokémia / glükoneogenezis és a glikogenezis alapelvei. Készült: en.wikibooks.org
3. Shashikant Ray. (2017. december). Glükoneogenezis szabályozás, mérések és rendellenességek. Készült: researchgate.net
4. Glükoneogenezis. [PDF]. Imed.stanford.edu
5. A 3-glikolízis és a glükoneogenezis előadása. [PDF]. Letöltve: chem.uwec.edu
6. Glükoneogenezis. [PDF]. Készült: chemistry.creighton.edu