Glukoneogenese stadier (reaksjoner) og regulering



den glukoneogenesen Det er en metabolsk prosess som forekommer i nesten alle levende vesener, inkludert planter, dyr og ulike typer mikroorganismer. Den består av syntese eller dannelse av glukose fra karbonholdige forbindelser som ikke er karbohydrater, slik som aminosyrer, glykogener, glyserol og laktat.

Det er en av måtene av metabolismen av karbohydrater som av anabole typen. Syntetiserer eller former glukosemolekyler som er til stede hovedsakelig i leveren og, i mindre grad i cortex av nyrer til mennesker og dyr.

Denne anabole prosessen oppstår etter den omvendte følelsen av glukose katabolisk vei, med forskjellige spesifikke enzymer i de irreversible punkter av glykolyse.

Glukoneogenese er viktig for å øke glukosenivået i blod og vev i tilfeller av hypoglykemi. Det puter også nedgangen i konsentrasjonen av karbohydrater i lengre fast eller i andre situasjoner aversa.

index

  • 1 Egenskaper
    • 1.1 Det er en anabole prosess
    • 1.2 Gi glukoseforsyninger
  • 2 trinn (reaksjoner) av glukoneogenese
    • 2.1 Syntetisk rute
    • 2.2 Virkning av enzymet fosfoenolpyruvat-karbokykinase
    • 2.3 Virkning av enzymet fruktose-1,6-bisfosfatase
    • 2.4 Virkning av glukose-6-fosfatase enzymet
  • 3 glukoneogene forløpere
    • 3.1 Laktat
    • 3,2 pyruvat
    • 3.3 Glycerol og andre
  • 4 Regulering av glukoneogenese
  • 5 referanser

funksjoner

Det er en anabole prosess

Glukoneogenese er en av de anabole prosesser av karbohydratmetabolismen. Gjennom sin mekanisme syntetiseres glukose fra forløpere eller substrater dannet av små molekyler.

Det kan generere glukose fra enkle biomolekyler protein som glucogenic aminosyrer og glyserol, den andre kommer lipolyse av triglycerider i fettvevet.

Laktat fungerer også som substrat og i mindre grad oddkjede fettsyrer.

Gi glukoseforsyninger

Glukoneogenese har stor betydning for levende vesener og spesielt for menneskekroppen. Dette er fordi det tjener til å gi i spesielle tilfeller den høye etterspørselen etter glukose som hjernen krever (120 gram per dag, omtrentlig).

Hvilke deler av kroppen krever glukose? Nervesystemet, nyremedulla, blant annet vev og celler, som for eksempel røde blodlegemer, som bruker glukose som eneste eller hovedkilden til energi og karbon.

Glukose butikker som glykogen lagret i leveren og muskler er knapt nok for en dag. Dette uten å vurdere dietter eller intense øvelser. Av denne grunn, gjennom glukoneogenese, blir kroppen forsynt med glukose dannet fra andre ikke-karbohydratforløpere eller substrater.

På samme måte griper denne ruten inn i homeostasen av glukose. Glukosen dannet av denne ruten, foruten å være en kilde til energi, er substratet for andre anabole reaksjoner.

Et eksempel på dette er tilfelle av biosyntese av biomolekyler. Blant dem glukokonjugater, glykolipider, glykoproteiner og aminoazucarer og andre heteropolysakkarider.

Stages (reaksjoner) av glukoneogenese

Syntetisk rute

Glukoneogenese utføres i cytosol eller cytoplasma av celler, hovedsakelig av leveren og i mindre grad i cytoplasma til cellene i renal cortex..

Sin syntetiske rute utgjør en stor del av reaksjonene av glykolyse (glukose katabolisk vei), men i motsatt retning.

Det er imidlertid viktig å merke seg at de tre reaksjoner er termodynamisk glykolyse irreversible glukoneogenese skal katalyseres forskjellige spesifikke enzymer som er involvert i glykolysen, hvilket gjør det mulig reaksjoner finner sted i omvendt.

De er spesielt de glykolytiske reaksjonene katalysert av enzymerne hexokinase eller glukokinase, fosfofruktokinase og pyruvatkinase.

Gjennomgang av de avgjørende trinnene for glukoneogenese katalysert av spesifikke enzymer, krever omdannelsen av pyruvat til fosfoenolpyruvat en rekke reaksjoner.

Den første forekommer i mitokondriellmatrisen med omdannelse av pyruvat til oksaloacetat, katalysert av pyruvat-karboksylase.

Til gjengjeld, for oksaloacetatet å delta, må det omdannes til malat av mitokondriamalat dehydrogenase. Dette enzymet er transportert av mitokondriene inn i cytosolen, hvor den igjen omdannes til oksaloacetat ved malat dehydrogenase er lokalisert i cellecytoplasmaet.

Virkning av enzymet fosfoenolpyruvat-karbokykinase

Gjennom virkningen av enzymet fosfoenolpyruvat-karbokykinase (PEPCK) omdannes oxaloacetatet til fosfoenolpyruvat. De respektive reaksjonene er oppsummert nedenfor:

Pyruvat + CO2 + H2O + ATP => Oksaloakacetat + ADP + Pjeg + 2H+

Oksaloacetat + GTP <=> Fosfoenolpiruvato + CO2 + BNP

Alle disse hendelsene gjør det mulig å transformere pyruvat til fosfoenolpyruvat uten intervensjon av pyruvatkinase, som er spesifikk for glykolytisk vei.

Imidlertid transformeres fosfololpyruvat til fruktose-1,6-bisfosfat ved virkning av glykolytiske enzymer som katalyserer disse reaksjonene på reversibel måte.

Virkning av enzymet fruktose-1,6-bisfosfatase

Den følgende reaksjon supplerer virkningen av fosfofruktokinase i glykolysen, er som konverterer fruktose 1,6-bisfosfat i fruktose-6-fosfat. Enzymet fruktose-1,6-bisfosfatase katalyserer denne reaksjonen i den glukoneogene vei, som er hydrolytisk og er oppsummert nedenfor:

Fruktos-1,6-bisfosfat + H2O => Fruktos-6-fosfat + Pjeg

Dette er en av reguleringspunktene for glukoneogenese, siden dette enzymet krever Mg2+ for din aktivitet. Fructose-6-fosfat gjennomgår en isomeriseringsreaksjon katalysert av enzymet fosfoglucoisomerase som transformerer det til glukose-6-fosfat.

Virkning av glukose-6-fosfatase-enzymet

Endelig er den tredje av disse reaksjonene omdannelse av glukose-6-fosfat til glukose.

Dette foregår ved virkningen av glukose-6-fosfatase som katalyserer en hydrolysereaksjon og erstatte den irreversible handling heksokinase eller glukokinase i glykolysen.

Glukose-6-fosfat + H2O => Glukose + Pjeg

Dette enzymet glukose-6-fosfatase er festet til det endoplasmatiske retikulum av leverceller. Det trenger også Mg cofactor2+ å utøve sin katalytiske funksjon.

Beliggenheten garanterer leverfunksjonen som en glukose synthesizer for å møte behovene til andre organer.

Glukoneogene forløpere

Når det ikke er nok oksygen i kroppen, som det kan skje i muskler og erytrocytter i tilfelle av langvarig trening, finner gisingen av glukosen sted; det vil si, glukose blir ikke fullstendig oksidert under anaerobe forhold og derfor produseres laktat.

Dette samme produktet kan passere inn i blodet og derfra til leveren. Der vil det fungere som et glukoneogent substrat, siden laktat blir til pyruvat etter inngangen til Cori-syklusen. Denne transformasjonen skyldes virkningen av enzymet laktatdehydrogenase.

laktat

Laktat er en viktig gluconeogenisk substrat av menneskekroppen, og når glykogen butikker er oppbrukt, omdannelsen av glukose laktat bidrar til å fylle opp glykogenlagrene i musklene og leveren.

pyruvat

På den annen side oppstår transaminering av pyruvat gjennom reaksjoner som utgjør den såkalte glukosealanin-syklusen..

Dette er funnet i ekstra levervev, noe som gjør omdannelsen av pyruvat til alanin, som er en annen av de viktige glukoneogene substrater.

Under ekstreme forhold med langvarig fasting eller andre metabolske endringer, vil katabolismen av proteiner være en kilde til glukogene aminosyrer som et siste alternativ. Disse vil danne mellommenn i Krebs syklusen og danne oksaloacetat.

Glycerol og andre

Glycerol er det eneste glukoneogene substratet av betydning som oppstår ved lipidmetabolisme.

Det frigjøres under hydrolysen av triacylglyserider, som er lagret i fettvev. Disse transformeres ved påfølgende reaksjoner av fosforylering og dehydrogenering til dihydroksyacetonfosfat, som følger den glukoneogene ruten for å danne glukose.

På den annen side er få merkelige kjedefettsyrer glukoneogene.

Regulering av glukoneogenese

En av de første kontrollene av glukoneogenese utføres ved inntak av matvarer med lavt innhold av karbohydrater, noe som fører til normale nivåer av glukose i blodet.

Omvendt, hvis karbohydratinntaket er lavt, vil glukoneogenese-ruten være viktig for å oppfylle organismens glukosebehov..

Det er andre faktorer involvert i gjensidig regulering mellom glykolyse og glukoneogenese: ATP nivåer. Når de er høye, hemmer glykolyse, mens glukoneogenese aktiveres.

Det motsatte skjer med AMP nivåer: hvis de er høye, aktiveres glykolyse, men glukoneogenese hemmeres.

I reaksjonene katalysert av spesifikke enzymer i glukoneogenese er det visse kontrollpunkter. Hva? Konsentrasjonen av enzymatiske substrater og kofaktorer, slik som Mg2+, og eksistensen av aktivatorer som fosfofructokinase.

Fosfofruktokinase aktiveres av AMP og påvirkning av pankreas hormoner insulin, glukagon og til og med noen glukokortikoider.

referanser

  1. Mathews, Holde og Ahern. (2002). Biochemistry (3. ed.). Madrid: PEARSON
  2. Wikibooks. (2018). Prinsipper for biokjemi / glukoneogenese og glykogenese. Hentet fra: en.wikibooks.org
  3. Shashikant Ray. (Desember 2017). Glukoneogenese Regulering, målinger og lidelser. Hentet fra: researchgate.net
  4. Glukoneogenesen. [PDF]. Hentet fra: imed.stanford.edu
  5. Forelesning 3-glykolyse og glukoneogenese. [PDF]. Tatt fra: chem.uwec.edu
  6. Glukoneogenesen. [PDF]. Tatt fra: chemistry.creighton.edu