Plik glukoneogeneza Jest to proces metaboliczny, który zachodzi w prawie wszystkich żywych organizmach, w tym w roślinach, zwierzętach i różnych rodzajach mikroorganizmów. Polega na syntezie lub tworzeniu glukozy ze związków zawierających węgiel niebędących węglowodanami, takich jak aminokwasy, glukogeny, glicerol i mleczan.
Jest to jeden ze szlaków metabolizmu węglowodanów, który jest anaboliczny. Syntetyzuje lub tworzy cząsteczki glukozy obecne głównie w wątrobie i, w mniejszym stopniu, w korze nerek ludzi i zwierząt.
Ten proces anaboliczny zachodzi zgodnie z odwrotnym kierunkiem katabolicznego szlaku glukozy, mając różne specyficzne enzymy w nieodwracalnych punktach glikolizy.
Glukoneogeneza jest ważna dla zwiększenia poziomu glukozy we krwi i tkankach w hipoglikemii. Tłumi również spadek stężenia węglowodanów podczas długotrwałych postów lub w innych niekorzystnych sytuacjach..
Indeks artykułów
Glukoneogeneza jest jednym z anabolicznych procesów metabolizmu węglowodanów. W swoim mechanizmie glukoza jest syntetyzowana z prekursorów lub substratów utworzonych przez małe cząsteczki.
Glukozę można wytwarzać z prostych biocząsteczek o charakterze białkowym, takich jak aminokwasy glukogenne i glicerol, który pochodzi z lipolizy trójglicerydów w tkance tłuszczowej.
Mleczan działa również jako substrat i, w mniejszym stopniu, jako kwasy tłuszczowe o nietypowych łańcuchach.
Glukoneogeneza ma ogromne znaczenie dla istot żywych, a zwłaszcza dla organizmu ludzkiego. Dzieje się tak, ponieważ w szczególnych przypadkach służy ona do zapewnienia dużego zapotrzebowania na glukozę, którego potrzebuje mózg (około 120 gramów dziennie)..
Jakie części ciała wymagają glukozy? Układ nerwowy, rdzeń nerkowy, wśród innych tkanek i komórek, takich jak krwinki czerwone, które wykorzystują glukozę jako jedyne lub główne źródło energii i węgla.
Zapasy glukozy, takie jak glikogen zmagazynowany w wątrobie i mięśniach, wystarczają zaledwie na jeden dzień. To bez uwzględnienia diety lub intensywnych ćwiczeń. Z tego powodu poprzez glukoneogenezę organizm jest zaopatrywany w glukozę utworzoną z innych niewęglowodanowych prekursorów lub substratów..
Szlak ten jest również zaangażowany w homeostazę glukozy. Powstająca w ten sposób glukoza oprócz tego, że jest źródłem energii, jest substratem innych reakcji anabolicznych.
Przykładem tego jest przypadek biosyntezy biocząsteczek. Wśród nich glikokoniugaty, glikolipidy, glikoproteiny i aminocukry oraz inne heteropolisacharydy.
Glukoneogeneza zachodzi w cytozolu lub cytoplazmie komórek, głównie wątroby i w mniejszym stopniu w cytoplazmie komórek kory nerkowej..
Jej szlak syntetyczny stanowi dużą część reakcji glikolizy (szlak kataboliczny glukozy), ale w przeciwnym kierunku.
Należy jednak zauważyć, że 3 reakcje glikolizy, które są nieodwracalne termodynamicznie, będą katalizowane przez specyficzne enzymy w glukoneogenezie inne niż te zaangażowane w glikolizę, co umożliwia reakcje w przeciwnym kierunku..
Są to w szczególności te reakcje glikolityczne katalizowane przez enzymy heksokinazę lub glukokinazę, fosfofruktokinazę i kinazę pirogronianową.
Przeglądając kluczowe etapy glukoneogenezy katalizowanej przez określone enzymy, jest jasne, że konwersja pirogronianu do fosfoenolopirogronianu wymaga szeregu reakcji.
Pierwsza zachodzi w macierzy mitochondrialnej z konwersją pirogronianu do szczawiooctanu, katalizowaną przez karboksylazę pirogronianową..
Z kolei, aby szczawiooctan mógł w nim uczestniczyć, musi zostać przekształcony w jabłczan przez mitochondrialną dehydrogenazę jabłczanową. Enzym ten jest transportowany przez mitochondria do cytozolu, gdzie jest przekształcany z powrotem w szczawiooctan przez dehydrogenazę jabłczanową znajdującą się w cytoplazmie komórki..
Pod wpływem enzymu karboksykinazy fosfoenolopirogronianu (PEPCK) szczawiooctan przekształca się w fosfoenolopirogronian. Poniżej podsumowano odpowiednie reakcje:
Pirogronian + COdwa + H.dwaO + ATP => Szczawiooctan + ADP + P.ja + 2H+
Szczawiooctan + GTP <=> Fosfoenolopirogronian + COdwa + PKB
Wszystkie te zdarzenia umożliwiają transformację pirogronianu do fosfoenolopirogronianu bez interwencji kinazy pirogronianowej, która jest specyficzna dla szlaku glikolitycznego..
Jednak fosfoenolopirogronian jest przekształcany we fruktozo-1,6-bisfosforan w wyniku działania enzymów glikolitycznych, które odwracalnie katalizują te reakcje..
Następną reakcją, która zapewnia działanie fosfofruktokinazy na szlaku glikolitycznym, jest ta, która przekształca fruktozo-1,6-bisfosforan w fruktozo-6-fosforan. Enzym fruktozo-1,6-bisfosfataza katalizuje tę reakcję w szlaku glukoneogennym, który jest hydrolityczny i jest podsumowany poniżej:
Fruktozo-1,6-bisfosforan + HdwaLUB => Fruktozo-6-fosforan + Pja
Jest to jeden z punktów regulacji glukoneogenezy, ponieważ enzym ten wymaga Mgdwa+ dla Twojej działalności. Fruktozo-6-fosforan ulega reakcji izomeryzacji katalizowanej przez enzym fosfoglikoizomerazę, który przekształca ją w glukozo-6-fosforan.
Wreszcie trzecią z tych reakcji jest przemiana glukozo-6-fosforanu w glukozę..
Dzieje się to poprzez działanie glukozo-6-fosfatazy, która katalizuje reakcję hydrolizy i zastępuje nieodwracalne działanie heksokinazy lub glukokinazy na szlaku glikolitycznym..
Glukozo-6-fosforan + HdwaLUB => Glukoza + P.ja
Ten enzym glukozo-6-fosfataza jest związany z siateczką endoplazmatyczną komórek wątroby. Potrzebujesz również kofaktora Mgdwa+ wywrzeć swoją funkcję katalityczną.
Jego lokalizacja gwarantuje pracę wątroby jako syntezatora glukozy dla potrzeb innych narządów.
Kiedy organizm nie ma wystarczającej ilości tlenu, co może się zdarzyć w mięśniach i erytrocytach w przypadku długotrwałego wysiłku, następuje fermentacja glukozy; to znaczy, że glukoza nie jest całkowicie utleniana w warunkach beztlenowych i dlatego wytwarzany jest mleczan.
Ten sam produkt może przedostać się do krwi, a stamtąd dotrzeć do wątroby. Tam będzie działał jako substrat glukoneogenny, ponieważ po wejściu w cykl Cori mleczan stanie się pirogronianem. Ta przemiana jest spowodowana działaniem enzymu dehydrogenazy mleczanowej.
Mleczan jest ważnym substratem glukoneogennym w organizmie człowieka, a po wyczerpaniu zapasów glikogenu przemiana mleczanu w glukozę pomaga uzupełnić zapasy glikogenu w mięśniach i wątrobie..
Z drugiej strony, poprzez reakcje składające się na tak zwany cykl glukozowo-alaninowy zachodzi transaminacja pirogronianu.
Występuje w tkankach pozawątrobowych, przy przemianie pirogronianu w alaninę, która stanowi kolejny z ważnych substratów glukoneogennych..
W ekstremalnych warunkach przedłużonego postu lub innych zaburzeń metabolicznych, katabolizm białek będzie ostatnią opcją źródła aminokwasów glukogennych. Będą one tworzyć związki pośrednie cyklu Krebsa i wytwarzać szczawiooctan.
Glicerol jest jedynym ważnym substratem glukoneogennym pochodzącym z metabolizmu lipidów..
Uwalniany jest podczas hydrolizy triacyloglicerydów, które są magazynowane w tkance tłuszczowej. Są one przekształcane w wyniku kolejnych reakcji fosforylacji i odwodornienia do fosforanu dihydroksyacetonu, które podążają szlakiem glukoneogennym, tworząc glukozę..
Z drugiej strony, kilka nieparzystych kwasów tłuszczowych jest glukoneogennych..
Jedną z pierwszych kontroli glukoneogenezy jest spożywanie pokarmów o niskiej zawartości węglowodanów, które sprzyjają prawidłowemu poziomowi glukozy we krwi.
W przeciwieństwie do tego, jeśli spożycie węglowodanów jest niskie, szlak glukoneogenezy będzie ważny dla zaspokojenia zapotrzebowania organizmu na glukozę..
Istnieją inne czynniki, które wpływają na wzajemną regulację między glikolizą a glukoneogenezą: poziomy ATP. Kiedy jest wysoka, glikoliza jest hamowana, a glukoneogeneza jest aktywowana.
Z poziomami AMP dzieje się odwrotnie: jeśli są one wysokie, aktywowana jest glikoliza, ale zahamowana jest glukoneogeneza.
Istnieją pewne punkty kontrolne w określonych reakcjach katalizowanych enzymatycznie w glukoneogenezie. Który? Stężenie substratów enzymatycznych i kofaktorów, takich jak Mgdwa+, oraz istnienie aktywatorów, takich jak fosfofruktokinaza.
Fosfofruktokinaza jest aktywowana przez AMP i wpływ hormonów trzustkowych insuliny, glukagonu, a nawet niektórych glukokortykoidów.
Jeszcze bez komentarzy