Glukonogeneesivaiheet (reaktiot) ja säätely

glukoneogeneesin Se on aineenvaihduntaprosessi, joka tapahtuu lähes kaikissa elävissä oloissa, mukaan lukien kasvit, eläimet ja erilaiset mikro-organismit. Se koostuu glukoosin synteesistä tai muodostumisesta hiilipitoisista yhdisteistä, jotka eivät ole hiilihydraatteja, kuten aminohappoja, glykogeenejä, glyserolia ja laktaattia.

Se on yksi keinoista anabolisen hiilihydraattien aineenvaihdunnassa. Syntetisoi tai muodostaa glukoosimolekyylejä, jotka ovat pääasiassa maksassa ja vähäisemmässä määrin ihmisten ja eläinten munuaisissa..

Tämä anabolinen prosessi tapahtuu glukoosi-katabolisen reitin käänteisessä merkityksessä, jossa on eri spesifisiä entsyymejä glykolyysin palautumattomissa kohdissa.

Glukonogeneesi on tärkeä veren ja kudosten glukoosipitoisuuksien lisäämiseksi hypoglykemian tapauksissa. Se myös pehmentää hiilihydraattien pitoisuuden vähenemistä pitkissä paastoissa tai muissa tilanteissa.

indeksi

• 1 Ominaisuudet
  • 1.1 Se on anabolinen prosessi
  • 1.2 Tarjoa glukoositarvikkeita
• 2 Glyoneogeneesin vaiheet (reaktiot)
  • 2.1 Synteettinen reitti
  • 2.2 Fosfoenolipyruvaattikarboksylaasin entsyymin vaikutus
  • 2.3 Fruktoosi-1,6-bisfosfataasin entsyymin toiminta
  • 2.4 Glukoosi-6-fosfataasientsyymin vaikutus
• 3 Glukonogeeniset prekursorit
  • 3.1 Laktaatti
  • 3.2 Pyruvaatti
  • 3.3 Glyseroli ja muut
• 4 Glukoneogeneesin säätely
• 5 Viitteet

piirteet

Se on anabolinen prosessi

Glukoneogeneesi on yksi hiilihydraattiaineenvaihdunnan anabolisista prosesseista. Mekanisminsa kautta glukoosi syntetisoidaan pienten molekyylien muodostamista esiasteista tai substraateista.

Glukoosia voidaan tuottaa yksinkertaisista proteiineja sisältävistä biomolekyyleistä, kuten gluko- geenisista aminohapoista ja glyserolista, joista toinen on peräisin rasva- kudoksessa olevan triglyseridien lipolyysistä..

Laktaatti toimii myös substraattina ja vähäisemmässä määrin parittomien ketjujen rasvahappoina.

Tarjoa glukoositarvikkeita

Glukoneogeneesillä on suuri merkitys eläville olennoille ja erityisesti ihmiskeholle. Tämä johtuu siitä, että se antaa erityistapauksissa aivojen tarvitseman suuren glukoosin kysynnän (noin 120 grammaa päivässä).

Mitä kehon osia tarvitsee glukoosia? Hermosto, munuaisperä, muiden kudosten ja solujen, kuten punasolujen, joukossa, jotka käyttävät glukoosia ainoana tai tärkeimpänä energian ja hiilen lähteenä.

Glukoosikaupat, kuten glykogeeni, joka on varastoitu maksassa ja lihaksissa, ovat tuskin tarpeeksi yhden päivän ajan. Tämä ei ota huomioon ruokavalioita tai voimakkaita harjoituksia. Tästä syystä elimistöön on glukoogeneesin kautta toimitettu glukoosia, joka on muodostunut muista ei-hiilihydraatti-prekursoreista tai substraateista..

Samoin tämä reitti vaikuttaa glukoosin homeostaasiin. Tämän reitin muodostama glukoosi on energialähteen lisäksi muiden anabolisten reaktioiden substraatti.

Esimerkkinä tästä on biomolekyylien biosynteesi. Niistä glukokonjugaatteja, glykolipidejä, glykoproteiineja ja aminoatsukareita ja muita heteropolysakkarideja.

Glükoneogeneesin vaiheet (reaktiot)

Synteettinen reitti

Glukonogeneesi suoritetaan solujen sytosolissa tai sytoplasmassa, pääasiassa maksassa ja vähäisemmässä määrin munuaiskuoren solujen sytoplasmassa..

Sen synteettinen reitti muodostaa suuren osan glykolyysin reaktioista (glukoosin katabolinen reitti), mutta vastakkaiseen suuntaan.

On kuitenkin tärkeää huomata, että 3 glykolyysireaktiota, jotka ovat termodynaamisesti irreversiibeliä, ovat glukoogeneesissä, joita katalysoivat erityiset entsyymit, jotka ovat erilaisia ​​kuin glykolyysissä, mikä mahdollistaa reaktioiden tapahtumisen vastakkaiseen suuntaan.

Ne ovat erityisesti niitä glykolyyttisiä reaktioita, joita katalysoivat heksokinaasi- tai glukokinaasientsyymi, fosfofruktokinaasi ja pyruvaattikinaasi.

Tarkasteltaessa spesifisten entsyymien katalysoimia glukooneenien ratkaisevia vaiheita pyruvaatin muuntaminen fosfoenolipyruvaatiksi vaatii useita reaktioita.

Ensimmäinen esiintyy mitokondriaalisessa matriisissa pyruvaatin konversiolla oksaloasetaatiksi, jota katalysoi pyruvaattikarboksylaasi.

Jotta oksaloasetaatti voisi osallistua, mitokondrioiden malaattihydrogenaasi on muunnettava malaatiksi. Mitokondriot kuljettavat tämän entsyymin sytosoliin, jossa se muunnetaan uudelleen oksaloasetaatiksi solun sytoplasmasta löytyneen malaattihydrogenaasin avulla..

Fosfoenolipyruvaattikarboksykinaasin entsyymin toiminta

Fosfenolipyruvaattikarboksykinaasin (PEPCK) entsyymin vaikutuksesta oksaloasetaatti muutetaan fosfoenolipyruvaatiksi. Vastaavat reaktiot on tiivistetty alla:

Pyruvaatti + CO₂ + H₂O + ATP => Oksaloasetaatti + ADP + P_minä + 2H⁺

Oksaloasetaatti + GTP <=> Fosfoenolpiruvato + CO₂ + BKT

Kaikki nämä tapahtumat mahdollistavat pyruvaatin transformoinnin fosfoenolipyruvaattiksi ilman pyruvaattikinaasin väliintuloa, joka on spesifinen glykolyyttiselle reitille.

Fosfoenolipyruvaattia transformoidaan kuitenkin fruktoosi-1,6-bisfosfaatiksi glykolyyttisten entsyymien vaikutuksesta, jotka katalysoivat näitä reaktioita palautuvalla tavalla.

Fruktoosi-1,6-bisfosfataasin entsyymin toiminta

Seuraava reaktio, joka korvaa fosfofrukokinaasin vaikutuksen glykolyyttisessä reitissä, on se, joka muuntaa fruktoosi-1,6-bisfosfaatin fruktoosi-6-fosfaatiksi. Fruktoosi-1,6-bisfosfataasin entsyymi katalysoi tätä reaktiota gluko- genogeenisellä reitillä, joka on hydrolyyttinen ja joka on yhteenveto alla:

Fruktoosi-1,6-bisfosfaatti + H₂O => Fruktoosi-6-fosfaatti + P_minä

Tämä on yksi gloneogeneesin säätelypisteistä, koska tämä entsyymi vaatii Mg: a²⁺ toiminnallesi. Fruktoosi-6-fosfaatti läpäisee isomerointireaktion, jota katalysoi entsyymi fosfoglukoisomeraasi, joka muuntaa sen glukoosi-6-fosfaatiksi.

Glukoosi-6-fosfataasientsyymin vaikutus

Lopuksi kolmas näistä reaktioista on glukoosi-6-fosfaatin konversio glukoosiksi.

Tämä etenee glukoosi-6-fosfataasin vaikutuksesta, joka katalysoi hydrolyysireaktiota ja joka korvaa heksokinaasin tai glukokinaasin peruuttamattoman vaikutuksen glykolyyttisessä reitissä.

Glukoosi-6-fosfaatti + H₂O => Glukoosi + P_minä

Tämä entsyymi-glukoosi-6-fosfataasi on kiinnittynyt maksa- solujen endoplasmiseen retikulumaan. Se tarvitsee myös Mg-kofaktorin²⁺ käyttää katalyyttistä toimintaa.

Sen sijainti takaa maksan toiminnan glukoosisyntetisaattorina muiden elinten tarpeiden täyttämiseksi.

Glukonogeeniset prekursorit

Kun elimistössä ei ole riittävästi happea, koska se voi tapahtua lihaksissa ja punasoluissa pitkäkestoisen liikunnan yhteydessä, glukoosin käyminen tapahtuu; se tarkoittaa, että glukoosia ei hapeteta täysin anaerobisissa olosuhteissa, ja siksi tuotetaan laktaattia.

Tämä sama tuote voi kulkeutua veriin ja sieltä maksaan. Siellä se toimii gluko- geenogeenisenä substraattina, koska laktoatti muuttuu Cori-syklin aikana pyruvaatiksi. Tämä transformaatio johtuu entsyymin laktaattidehydrogenaasin vaikutuksesta.

laktaatti

Laktaatti on tärkeä ihmisen kehon glukoosi-substraatti, ja kun glykogeenivarastot ovat tyhjentyneet, laktaatin muuttuminen glukoosiksi auttaa täydentämään glykogeenin varastoa lihaksissa ja maksassa..

pyruvaatti

Toisaalta reaktioiden kautta, jotka muodostavat niin sanotun glukoosi-alaniinisyklin, pyruvaatin transaminaatio tapahtuu.

Tämä löytyy ylimääräisistä maksakudoksista, mikä tekee pyruvaatin transformoinnista alaniiniksi, joka on toinen tärkeimmistä glukonogeenisistä substraateista.

Äärimmäisissä olosuhteissa, joissa on pitkittynyt paasto tai muut aineenvaihdunnan muutokset, proteiinien katabolia on viimeinen vaihtoehto glukogeenisten aminohappojen lähteenä. Nämä muodostavat Krebs-syklin välittäjät ja tuottavat oksaloasetaattia.

Glyseroli ja muut

Glyseroli on ainoa lipidien aineenvaihdunnasta johtuva merkityksellinen glukoneogeeninen substraatti.

Se vapautuu rasva- kudokseen varastoitujen triasyyliglyseridien hydrolyysin aikana. Nämä transformoituvat peräkkäisillä fosforylaatioreaktioilla ja dehydrogenaatiolla dihydroksiasetofosfaatiksi, jotka noudattavat glukoosiogeenistä reittiä muodostamaan glukoosia.

Toisaalta muutamat pariton ketjuiset rasvahapot ovat glukogeenisiä.

Glukoneogeneesin säätely

Yksi ensimmäisistä glukoneogeneesin kontrolleista suoritetaan nauttimalla elintarvikkeita, joiden hiilipitoisuus on alhainen, mikä johtaa normaaliin glukoosipitoisuuteen veressä..

Sitä vastoin, jos hiilihydraattien saanti on alhainen, glukoneogeneesireitti on tärkeä organismin glukoosivaatimusten täyttämiseksi..

Glykolyysin ja glukoneogeneesin välisessä säätelyssä on muitakin tekijöitä: ATP-tasot. Kun ne ovat korkealla, glykolyysin estäminen, kun taas glukoneogeneesi aktivoituu.

Päinvastoin tapahtuu AMP-tasoilla: jos ne ovat korkeat, glykolyysi aktivoituu, mutta glukoneogeneesi on estetty.

Glyoneogeneesissä tiettyjen entsyymien katalysoimissa reaktioissa on tiettyjä kontrollipisteitä. Mitä? Entsymaattisten substraattien ja kofaktorien, kuten Mg, pitoisuus²⁺, ja aktivaattorien, kuten fosfofruktokinaasin, olemassaolon.

Fosfofrukokinaasi aktivoituu AMP: n ja haiman hormonien insuliinin, glukagonin ja jopa joidenkin glukokortikoidien vaikutuksesta..

viittaukset

1. Mathews, Holde ja Ahern. (2002). Biokemia (3. painos). Madrid: PEARSON
2. Wikikirjasto. (2018). Biokemian / glukonogeneesin ja glykogeneesin periaatteet. Otettu: en.wikibooks.org
3. Shashikant Ray. (Joulukuu 2017). Glukoneogeneesin säätely, mittaukset ja häiriöt. Otettu: researchgate.net
4. Glukoneogeneesiä. [PDF]. Otettu: imed.stanford.edu
5. Luento 3-glykyysi ja glukoneogeneesi. [PDF]. Otettu: chem.uwec.edu
6. Glukoneogeneesiä. [PDF]. Otettu: chemistry.creighton.edu