Glikonogēzes stadijas (reakcijas) un regulēšana



The glikoneogenesis Tas ir vielmaiņas process, kas notiek gandrīz visās dzīvās būtnēs, ieskaitot augus, dzīvniekus un dažāda veida mikroorganismus. Tas sastāv no glikozes sintēzes vai veidošanās no oglekļa saturošiem savienojumiem, kas nav ogļhidrāti, piemēram, aminoskābes, glikogēni, glicerīns un laktāts.

Tas ir viens no anabolisko ogļhidrātu metabolisma veidiem. Sintezē vai veido glikozes molekulas, kas atrodas galvenokārt aknās un mazākā mērā cilvēku un dzīvnieku nieru garozā..

Šis anaboliskais process notiek pēc glikozes kataboliskā ceļa apgrieztās izjūtas, kam ir atšķirīgi specifiski fermenti glikolīzes neatgriezeniskajos punktos..

Glikozoģenēze ir svarīga, lai paaugstinātu glikozes līmeni asinīs un audos hipoglikēmijas gadījumā. Tas arī mazina ogļhidrātu koncentrācijas samazināšanos ilgstošos paātrinājumos vai citās situācijās.

Indekss

  • 1 Raksturojums
    • 1.1 Tas ir anabolisks process
    • 1.2 Nodrošināt glikozes piegādi
  • 2 Glikoneogenesis posmi (reakcijas)
    • 2.1. Sintētiskais ceļš
    • 2.2. Fenoenolpiruvāta karboksikināzes enzīma iedarbība
    • 2.3. Fruktozes-1,6-bisfosfatāzes fermenta darbība
    • 2.4 Glikozes-6-fosfatāzes enzīma iedarbība
  • 3 Gluconeogenic prekursori
    • 3.1. Laktāts
    • 3.2 Piruvāts
    • 3.3. Glicerīns un citi
  • 4 Glikoneoģenēzes regulēšana
  • 5 Atsauces

Funkcijas

Tas ir anabolisks process

Gluconeogenesis ir viens no ogļhidrātu metabolisma anaboliskajiem procesiem. Ar savu mehānismu glikoze tiek sintezēta no prekursoriem vai substrātiem, ko veido mazas molekulas.

Glikozi var iegūt no vienkāršām olbaltumvielu biomolekulām, piemēram, glikogēnām aminoskābēm un glicerīnam, otrā - no triglicerīdu lipolīzes taukaudos..

Laktāts darbojas arī kā substrāts un mazākā mērā nepāra ķēdes taukskābes.

Nodrošināt glikozes piegādi

Glikonogēze ir ļoti svarīga dzīvajām būtnēm un īpaši cilvēka ķermenim. Tas ir tāpēc, ka tā īpašos gadījumos nodrošina augstu pieprasījumu pēc glikozes, kas nepieciešama smadzenēm (aptuveni 120 grami dienā).

Kādas ķermeņa daļas pieprasa glikozi? Nervu sistēma, nieru asaris starp citiem audiem un šūnām, piemēram, sarkano asins šūnu, kas izmanto glikozi kā vienīgo vai galveno enerģijas un oglekļa avotu.

Glikozes veikali, piemēram, glikogēns, kas tiek uzglabāts aknās un muskuļos, vienā dienā ir tikpat maz. Tas, neņemot vērā uzturu vai intensīvus vingrinājumus. Šā iemesla dēļ, izmantojot glikoneogēzi, ķermenis tiek piegādāts ar glikozi, kas veidojas no citiem ogļhidrātu prekursoriem vai substrātiem..

Tāpat šis ceļš iejaucas glikozes homeostazē. Šajā ceļā veidotā glikoze ir ne tikai enerģijas avots, bet arī citu anabolisko reakciju substrāts.

Kā piemēru var minēt biomolekulu biosintēzi. To vidū ir glikokonjugāti, glikolipīdi, glikoproteīni un aminoazucares un citi heteropolizaharīdi.

Glikoneoģenēzes stadijas (reakcijas)

Sintētiskais ceļš

Gluconeogenesis tiek veikts šūnu citosolā vai citoplazmā, galvenokārt aknās un mazākā mērā nieru garozas šūnu citoplazmā..

Tās sintētiskais ceļš veido lielu daļu glikolīzes reakciju (glikozes katabolisma ceļš), bet pretējā virzienā.

Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka 3 glikolīzes reakcijas, kas ir termodinamiski neatgriezeniskas, būs glikoneogēnē, ko katalizē specifiski fermenti, kas atšķiras no tiem, kas iesaistīti glikolīzē, kas ļauj reakcijām rasties pretējā virzienā.

Tās ir īpaši tās glikolītiskās reakcijas, ko katalizē heksokināzes vai glikokināzes, fosfofruktokināzes un piruvāta kināzes fermenti..

Pārskatot būtiskus glikoneogenesis posmus, ko katalizē specifiski fermenti, piruvāta pārvēršanai par fosfenolpiruvātu ir nepieciešama virkne reakciju..

Pirmais notiek mitohondriju matricā ar piruvāta konversiju uz oksaloacetātu, ko katalizē piruvāta karboksilāze.

Savukārt, lai piedalītos oksaloacetāts, mitohondriju malāta dehidrogenāze to pārvērš malātā. Šo enzīmu mitohondriji transportē uz citozolu, kur to atkal transformē uz oksaloacetātu, ko izraisa šūnu citoplazmā atrastā malāta dehidrogenāze..

Fosfenolpiruvāta karboksikināzes enzīma darbība

Veicot fermenta fosfoinolpiruvāta karboksikināzi (PEPCK), oksaloacetāts tiek pārvērsts par fosoenolpiruvātu. Attiecīgās reakcijas ir apkopotas zemāk:

Piruvāts + CO2 + H2O + ATP => Oksaloacetāts + ADP + Pi + 2H+

Oksaloacetāts + GTP <=> Fosfoenolpiruvato + CO2 + IKP

Visi šie notikumi ļauj piruvātu pārveidot par fosoenolpiruvātu bez piruvāta kināzes iejaukšanās, kas ir specifiska glikolītiskajam ceļam..

Tomēr fosfololpiruvātu pārvērš fruktozes-1,6-bisfosfātā, iedarbojoties glikolītiskiem enzīmiem, kas šo reakciju katalizē atgriezeniski.

Fruktozes-1,6-bisfosfatāzes fermenta darbība

Nākamā reakcija, kas aizvieto fosfofruktokināzes darbību glikolītiskajā ceļā, ir tā, kas fruktozi-1,6-bisfosfātu pārveido par fruktozes-6-fosfātu. Fruktozes-1,6-bisfosfatāzes enzīms šo reakciju katalizē glikoneogēnā ceļā, kas ir hidrolītisks un kas ir apkopots zemāk:

Fruktozes-1,6-bisfosfāts + H2O => Fruktozes-6-fosfāts + Pi

Tas ir viens no glikoneogenesis regulēšanas punktiem, jo ​​šim fermentam ir nepieciešams Mg2+ par savu darbību. Fruktozes-6-fosfāts tiek pakļauts izomerizācijas reakcijai, ko katalizē fosfoglukoizomerāzes enzīms, kas pārveido to par glikozi-6-fosfātu..

Glikozes-6-fosfatāzes enzīma darbība

Visbeidzot, trešā no šīm reakcijām ir glikozes-6-fosfāta pārveidošanās par glikozi.

Tas notiek ar glikozes-6-fosfatāzes iedarbību, kas katalizē hidrolīzes reakciju un aizvieto heksokināzes vai glikokināzes neatgriezenisko darbību glikolītiskā ceļā.

Glikoze-6-fosfāts + H2O => Glikoze + Pi

Šis glikozes-6-fosfatāzes enzīms ir pievienots aknu šūnu endoplazmatiskajam tīklam. Tam ir vajadzīgs arī Mg kofaktors2+ izmantot savu katalītisko funkciju.

Tās atrašanās vieta garantē aknu kā glikozes sintezatora funkciju, lai apmierinātu citu orgānu vajadzības.

Glikonogēni prekursori

Ja organismā nav pietiekami daudz skābekļa, jo tas var notikt muskuļos un eritrocītos ilgstošas ​​slodzes gadījumā, notiek glikozes fermentācija; tas nozīmē, ka glikoze nav pilnībā oksidēta anaerobos apstākļos, tāpēc tiek ražots laktāts.

Šis pats produkts var nokļūt asinīs un no tās uz aknām. Tur tas darbosies kā glikoneogēns substrāts, jo, iestājoties Kori ciklā, laktāts kļūs piruvāts. Šī transformācija ir saistīta ar laktāta dehidrogenāzes fermenta darbību.

Laktāts

Laktāts ir svarīgs cilvēka ķermeņa glikonogēnais substrāts, un pēc glikogēna krājumu izsīkšanas laktāta pārveidošanās par glikozi palīdz papildināt glikogēna krājumu muskuļos un aknās..

Piruvāts

No otras puses, izmantojot reakcijas, kas veido tā saukto glikozes-alanīna ciklu, notiek piruvāta transaminācija.

Tas ir atrodams papildu aknu audos, padarot piruvātu transformāciju alanīnā, kas ir vēl viens no svarīgākajiem glikoneogēniem substrātiem..

Ekstrēmos ilgstošas ​​badošanās vai citu vielmaiņas traucējumu apstākļos proteīnu katabolisms kā pēdējais variants būs glikogēna aminoskābju avots. Tie veidos Krebsa cikla starpniekus un radīs oksaloacetātu.

Glicerīns un citi

Glicerīns ir vienīgais nozīmīgais glikoneogēnais substrāts, kas rodas no lipīdu metabolisma.

Tas izdalās triacilglicerīdu hidrolīzes laikā, kas tiek uzglabāti taukaudos. Tie tiek pārveidoti pēc secīgas fosforilācijas un dehidrogenēšanas reakcijas uz dihidroksiacetona fosfātu, kas seko glikozogēnam ceļam, veidojot glikozi..

No otras puses, dažas nepāra ķēdes taukskābes ir glikonogēnas.

Glikoneogenezes regulēšana

Vienu no pirmajām glikoneogeneses kontrolēm veic, uzņemot pārtikas produktus ar zemu ogļhidrātu saturu, kas izraisa normālu glikozes līmeni asinīs..

Turpretim, ja ogļhidrātu uzņemšana ir zema, glikoneogenesis būs svarīgs, lai apmierinātu organisma glikozes prasības..

Pastāv arī citi faktori, kas saistīti ar glikolīzes un glikoneogēzes savstarpēju regulēšanu: ATP līmenis. Ja tie ir augsti, glikolīze tiek kavēta, bet tiek aktivizēta glikoneogēze.

Pretēji notiek AMP līmeņi: ja tie ir augsti, glikolīze ir aktivizēta, bet glikoneogēze ir inhibēta.

Reakcijās, ko katalizē specifiski enzīmi glikoneogēnē, ir daži kontroles punkti. Kas? Enzīmu substrātu un kofaktoru, piemēram, Mg koncentrācija2+, un aktivatoru, piemēram, fosfofruktokināzes, esamību.

Fosfofruktokināzi aktivizē AMP un aizkuņģa dziedzera hormonu, insulīna, glikagona un pat dažu glikokortikoīdu ietekme..

Atsauces

  1. Mathews, Holde un Ahern. (2002). Biochemistry (3. izdevums). Madride: PEARSON
  2. Wikibooks. (2018). Bioķīmijas / glikogenogēzes un glikogenēzes principi. Ņemts no: en.wikibooks.org
  3. Shashikant Ray. (2017 gada decembris). Glikoneoģenēzi regulu, mērījumi un traucējumi. Ņemts no: researchgate.net
  4. Gluconeogenesis [PDF] Ievesta no: imed.stanford.edu
  5. Lekcija 3-glikolīze un glikonogēze. [PDF] Ņemts no: chem.uwec.edu
  6. Glikoneoģenēzi. [PDF] No: chemistry.creighton.edu