gluconeogeneză

Gluconeogeneza este sinteza glucozei din produse non-carbohidrați. Astfel de produse sau metaboliți sunt în primul rând acidul lactic și piruvic, așa-numitele aminoacizi glicogenici, glicerina și un număr de alți compuși. Cu alte cuvinte, precursorii de glucoză în gluconeogeneză pot fi piruvat sau orice compus care este transformat în piruvat în timpul catabolismului sau unul dintre produsele intermediare ale ciclului acidului tricarboxilic.

La vertebrate, gluconeogeneza este cea mai intensă în celulele ficatului și rinichilor (în substanța corticală).

Majoritatea stadiilor de gluconeogeneză este o reacție de glicoliză inversă. Numai 3 reacții de glicoliză (hexokinază, fosfo-fructokinază și piruvat kinază) sunt ireversibile, prin urmare alte enzime sunt utilizate în procesul de gluconeogeneză în 3 etape. Luați în considerare calea de sinteză a glucozelor din piruvat.

Formarea fosfoenolpiruvatului din piruvat. Sinteza fosfoenolpiruvatului se desfășoară în mai multe etape. Inițial, piruvat sub influența piruvat carboxilazei și cu participarea CO₂ și ATP este carboxilat pentru a forma oxaloacetat:

Apoi, ca urmare a decarboxilării și a fosforilării sub influența enzimei fosfoenolpiruvat carboxilază, oxaloacetatul este transformat în fosfoenolpiruvat. Donorul reziduului de fosfat din reacție este guanozin trifosfat (GTP):

S-a stabilit că enzimele citosolice și mitocondriale sunt implicate în formarea fosfoenolpiruvatului.

Prima etapă a sintezei se desfășoară în mitocondrii (figura 10.6). Piruvat carboxilaza, care catalizează această reacție, este o enzimă mitocondrială alosterică. Acetil-CoA este necesar ca un activator alosteric al acestei enzime. Membrana mitocondrială este impermeabilă la oxaloacetatul rezultat. Acesta din urmă este aici, în mitocondrii, restaurat la malate:

Reacția are loc cu participarea malatedehidrogenazei dependente de NAD mitocondrial. În mitocondrii, raportul NADH / NAD + este relativ ridicat și, prin urmare, oxaloacetatul intramitochondrial este ușor de restaurat la malat, care părăsește cu ușurință mitocondriile prin membrana mitocondrială. În citozol, raportul NADH / NAD + este foarte scăzut, iar malatul este din nou oxidat cu participarea malatedehidrogenazei dependente de citoplasmatică NAD:

Conversia ulterioară a oxaloacetatului la fosfoenolpiruvat are loc în citozolul celulei.

Transformarea fructoză-1,6-bisfosfatului la fructoză-6-fosfat. Ca urmare a unei serii de reacții reversibile de glicoliză, fosfoenolpiruvatul format din piruvat se transformă în 1,6-bisfosfat de fructoză. Aceasta este urmată de reacția fosfofructokinazei, care este ireversibilă. Gluconeogeneza ocolește această reacție endergonică. Conversia de 1,6-bis-fosfat de fructoză la 6-fosfat de fructoză este catalizată de fosfatază specifică:

Fig. 10.6. Formarea fosfoenol-piruvatului din piruvat. 1 - piruvat carboxilaza; 2 - malat dehidrogenază (mitocondrial); 3-malat dehidrogenază (citoplasmatică); 4 - fosfoenolpiruvat-carboxinază.

Fig. 10.7. Glicoliza și gluconeogeneza. Săgețile roșii indică căile de "bypass" ale gluconeogenezei în biosinteza glucozelor din piruvat și lactat; numerele din cercuri indică stadiul corespunzător al glicolizei.

Formarea de glucoză din glucoz-6-fosfat. În etapa reversibilă ulterioară de biosinteză a glucozei, fructoza-6-fosfat este transformată în glucoz-6-fosfat. Acesta din urmă poate fi defosforilat (adică, reacția ocolește reacția hexokinazei) sub influența enzimei glucoz-6-fosfatază:

În fig. 10.7 prezintă reacții de by-pass de gluconeogeneză în biosinteza glucozelor din piruvat și lactat.

Reglarea gluconeogenezei. Un punct important în reglarea gluconeogenezei este reacția catalizată de piruvat carboxilază. Rolul modulatorului pozitiv alosteric al acestei enzime este realizat de acetil-CoA. În absența acetil CoA, enzima este aproape complet lipsită de activitate. Atunci când acetil-CoA mitocondrial se acumulează în celulă, biosinteza glucozelor din piruvat crește. Este cunoscut faptul că acetil-CoA este simultan un modulator negativ al complexului piruvat dehidrogenază (vezi mai jos). În consecință, acumularea de acetil CoA încetinește decarboxilarea oxidativă a piruvatului, ceea ce contribuie și la transformarea acestuia în glucoză.

Un alt punct important în reglarea gluconeogenezei este reacția catalizată de fructoză-1,6-bisfosfatază, o enzimă inhibată de AMP. AMP are efectul opus asupra fosfofructokinazei, adică pentru această enzimă este un activator alosteric. La concentrații scăzute de AMP și niveluri ridicate de ATP, se stimulează gluconeogeneza. Dimpotrivă, atunci când raportul ATP / AMP este mic, se observă divizarea glicemiei în celulă.

În 1980, un grup de cercetători belgieni (G. Hers și alții) au descoperit 2,6-bisfosfat de fructoză în țesutul hepatic, care este un regulator puternic al activității celor două enzime enumerate:

2,6-bisfosfatul de fructoză activează fosfofructokinaza și inhibă fructoza-1,6-bisfosfatază. O creștere a nivelului de 2,6-bis-fosfat de fructoză în celulă contribuie la creșterea glicolizei și la scăderea ratei de gluconeogeneză. Prin reducerea concentrației de 2,6-bisfosfat de fructoză, este adevărat contrariul.

Se constată că biosinteza 2,6-bisfosfatului de fructoză provine din fructoză-6-fosfat cu participarea ATP și se ruinează în fosfat de fructoză și fosfat anorganic. Biosinteza și descompunerea 2,6-bis-fosfatului de fructoză este catalizată de aceeași enzimă, adică Această enzimă este bifuncțională, posedă atât activitate fosfokinază cât și fosfatază:

Se arată, de asemenea, că enzima bifuncțională este la rândul ei reglată prin fosforilare dependentă de cAMP. Fosforilarea conduce la o creștere a activității fosfatazei și la o scădere a activității fosfokinazei unei enzime bifuncționale. Acest mecanism explică efectul rapid al hormonilor, în special al glucagonului, asupra nivelului de 2,6-bisfosfat de fructoză din celulă (vezi capitolul 16).

Activitatea unei enzime bifuncționale este, de asemenea, reglementată de anumiți metaboliți, dintre care 3-fosfatul de glicrolol are o importanță majoră. Efectul glicerol-3-fosfatului asupra enzimei în direcția sa este similar cu efectul observat atunci când este fosforilat de proteine ​​kinazele dependente de cAMP.

În prezent, 2,6-bisfosfatul de fructoză, pe lângă ficat, se găsește și în alte organe și țesuturi ale animalelor, precum și în plante și microorganisme.

S-a arătat că gluconeogeneza poate fi de asemenea reglată indirect, adică prin schimbarea activității unei enzime care nu este direct implicată în sinteza glucozei. Astfel, sa stabilit că glicoliza piruvatkinazei enzimatice există în două forme - L și M. Forma L (din limba engleză, ficat hepatic) predomină în țesuturile capabile de gluconeogeneză. Această formă este inhibată de un exces de ATP și de unii aminoacizi, în special al-Nin. Forma M (din limba engleza, musculare - musculare) nu este supusa unei astfel de reglementari. În condiții de aprovizionare suficientă cu energie a celulei, forma L a piruvat kinazei este inhibată. Ca o consecință a inhibării, glicoliza este încetinită și sunt create condiții favorabile pentru gluconeogeneza.

În cele din urmă, este interesant de observat că există o strânsă legătură între glicoliza, care se produce intensiv în țesutul muscular în timpul activității sale active, și gluco-neogeneza, în special caracteristică țesutului hepatic. Cu o activitate musculară maximă ca urmare a creșterii glicolizei, un exces de acid lactic difuzează în sânge și o parte semnificativă se transformă în glucoză (gluconeogeneză) în ficat. Astfel de glucoză poate fi apoi utilizată ca substrat de energie necesar activității țesutului muscular. Relația dintre procesele de glicoliză din țesutul muscular și gluconeogeneza în ficat poate fi reprezentată ca schemă:

Gluconeogeneza în ficat

Formarea de glucoză din lactat. Lactatul format în mușchii care lucrează intensiv sau în celulele cu metoda predominantă anaerobă de catabolism de glucoză intră în sânge și apoi în ficat. În ficat, raportul NADH / NAD + este mai mic decât în ​​mușchiul contractant, prin urmare reacția lactat dehidrogenazei are loc în direcția opusă, adică spre formarea de piruvat din lactat. Apoi, piruvatul este implicat în gluconeogeneza, iar glucoza rezultată intră în sânge și este absorbită de mușchii scheletici. Această secvență de evenimente se numește "ciclu de glucoză-lactat "sau" ciclu Corey“.

Ciclul Corey îndeplinește două funcții esențiale: 1 - asigură utilizarea lactatului; 2 - previne acumularea de lactat și, ca o consecință, o scădere periculoasă a pH-ului (acidoza lactică). O parte din piruvat format din lactat este oxidat de ficat în CO₂ și H₂A. Energia de oxidare poate fi utilizată pentru sinteza ATP, care este necesară pentru reacțiile de gluconeogeneză.

Formarea glucozei din aminoacizi. Aminoacizii, care, atunci când sunt catabolizați, se transformă în piruvat sau metaboliți ai ciclului citrat, pot fi considerați precursori potențiali ai glucozei și glicogenului și se numesc glicogenici. De exemplu, oxa-loacetatul, care este format din acidul aspartic, este un produs intermediar al ciclului citrat și al gluconeogenezei. Dintre toți aminoacizii care intră în ficat, aproximativ 30% este alanina. Acest lucru se datorează faptului că defalcarea proteinelor musculare produce aminoacizi, mulți dintre aceștia fiind transformați imediat în piruvat sau mai întâi la oxaloacetat și apoi la piruvat. Acesta din urmă este transformat în alanină, obținând o grupare amino din alți aminoacizi. Alanina din mușchi este transportată prin sânge în ficat, unde este din nou transformată în piruvat, care este parțial oxidat și parțial încorporat în neogeneza glucozei. Prin urmare, există următoarea secvență de evenimente (glucoză-alanină): glucoză în mușchi → piruvat în mușchi → alanină în mușchi → alanină în ficat → glucoză în ficat → glucoză în mușchi. Întregul ciclu nu duce la o creștere a cantității de glucoză din mușchi, dar rezolvă problemele legate de transportul azotului amino din mușchi în ficat și previne acidoza lactică.

Formarea de glucoză din glicerol. Glicerolul este format prin hidroliza triacilglicerolilor, în principal în țesutul adipos. Numai acele țesuturi care au enzima glicerol kinaza, de exemplu, ficat, rinichi, o pot folosi. Această enzimă dependentă de ATP catalizează conversia glicerolului în a-glicerofosfat (glicerol-3-fosfat). Atunci când glicerol-3-fosfatul este inclus în gluconeogeneză, acesta este deshidratat cu dehidrogenază dependentă de NAD pentru a forma dihidroxiacetonă fosfat, care este în continuare transformată în glucoză.

35.35 Ideea căii fosfatului de pentoză a transformărilor de glucoză. Reacții oxidante (până la stadiul de 5-fosfat de ribuloză). Distribuția și rezultatele totale ale acestei căi (formarea de pentoze, NADPH și energie)

Pentoza fosfat cale, numit șunt hexomonofosfat, servește ca o alternativă prin oxidarea glucozei-6-fosfatului. Calea fosfatului de pentoză constă din 2 faze (părți) - oxidante și neoxidante.

În faza oxidativă, glucoza-6-fosfat se oxidează ireversibil în pentoză - ribuloză-5-fosfat și se formează NADPH redus. În faza neoxidantă, ribuloza-5-fosfat este transformată în mod reversibil în metaboliți de riboză-5-fosfat și glicoliză. Calea de fosfat de pentoză furnizează celule cu o riboză pentru sinteza nucleotidelor purină și pirimidină și hidrogenizează coenzima NADPH, care este utilizată în procesele regenerative. Ecuația totală a căii de fosfat de pentoză este exprimată după cum urmează:

3 Glucoză-6-fosfat + 6 NADP + → 3 CO₂ + 6 (NADPH + H +) + 2 Fructoza-6-fosfat + Gliceraldehidă-3-fosfat.

Enzimele din calea fosfatului de pentoză, precum și enzimele de glicoliză, sunt localizate în citozol. Cea mai activă cale pentozică de fosfat are loc în țesutul adipos, ficatul, cortexul suprarenal, eritrocitele, glanda mamară în timpul alăptării, testicule.

În partea oxidativă a căii fosfatului de pentozăglucoza-6-fosfat suferă decarboxilare oxidativă, având ca rezultat formarea de pentoze. Această etapă include 2 reacții de dehidrogenare.

Prima reacție de dehidrogenare - conversia glucozei-6-fosfatului la gluconolacton-6-fosfat - este catalizată de glucoza-6-fosfat dehidrogenază dependentă de NADP + și este însoțită de oxidarea grupării aldehidice la primul atom de carbon și formarea unei molecule NADPH reduse de coenzima. Apoi, gluconolacton-6-fosfatul este rapid transformat în 6-fosfogluconat cu participarea enzimei gluconolactonă hidratază. Enzima 6-fosfogluconat dehidrogenază catalizează a doua reacție de dehidrogenare a părții oxidante, în timpul căreia are loc și decarboxilarea. În acest caz, lanțul de carbon este scurtat cu un atom de carbon, formându-se a doua moleculă de NADPH hidrogenat, fosfat de ribuloză-5. NADPH restabilit inhibă prima enzimă din stadiul oxidant al căii fosfat de pentoză - glucoza-6-fosfat dehidrogenază. Conversia NADPH la starea oxidată a NADP + conduce la o inhibare mai slabă a enzimei. Viteza reacției corespunzătoare crește și se formează o cantitate mai mare de NADPH.

Ecuația totală a etapei de oxidare fosfat de pentozăcăile pot fi reprezentate ca:

Reacțiile de oxidare sunt principala sursă de NADPH în celule. Coenzimele hidrogenate furnizează hidrogen cu procese biosintetice, reacțiile redox care implică protecția celulelor împotriva speciilor reactive de oxigen.

Etapa oxidativă a formării pentozelor și stadiul neoxidativ (calea de revenire a pentozelor la hexoză) formează împreună un proces ciclic. Un astfel de proces poate fi descris prin ecuația generală:

Aceasta înseamnă că 6 molecule de glucoză-5-fosfat (pentoze) și 6 molecule de CO sunt formate din 6 molecule de glucoză₂. Enzimele fazei neoxidante transformă 6 molecule de ribuloz-5-fosfat în 5 molecule de glucoză (hexoză). Atunci când aceste reacții sunt efectuate în secvență, singurul produs util este NADPH, care se formează în faza oxidativă a căii fosfatului de pentoză. Acest proces este numit ciclu fosfat de pentoză. Fluxul ciclului de fosfat de pentoză permite celulelor să producă NADPH, care este necesar pentru sinteza grăsimilor, fără acumularea de pentoze.

Energia eliberată în timpul defalcării de glucoză este transformată în energia unui donator de hidrogen cu înaltă energie - NADPH. Hidrogenatul NADPH servește ca sursă de hidrogen pentru sinteze reductive, iar energia NADPH este convertită și stocată în substanțe nou sintetizate, cum ar fi acizii grași, eliberați în timpul catabolismului și utilizați de celule.

gluconeogeneză

Conținutul

Gluconeogeneza este procesul de formare în ficat și parțial în substanța corticală a rinichilor (aproximativ 10%) de molecule de glucoză din moleculele altor compuși organici - surse de energie, cum ar fi aminoacizi liberi, acid lactic, glicerol. Acizii grași mamifere liberi nu se utilizează pentru gluconeogeneză.

Etapele de gluconeogeneză repetă stadiile de glicoliză în direcția opusă și sunt catalizate de aceleași enzime, cu excepția a 4 reacții:

• Conversia piruvatului la oxaloacetat (enzima piruvat carboxilază)
• Transformarea oxaloacetatului în fosfoenolpiruvat (enzimă fosfoenolpiruvat carboxinază)
• Conversia de 1,6-difosfat de fructoză la fructoză-6-fosfat (enzima fructoză-1,6-difosfatază)
• Conversia glucozei-6-fosfatului în glucoză (enzima glucoză-6-fosfatază)

Ecuația totală de gluconeogeneză: 2 CH3COCOOH + 4ATP + 2GTP + 2NADH.H + + 6H2O = C6H12O6 + 2NAD + 4ADP + 2GDP + 6Pn.

Rol în corp Edit

Când postul în corpul uman sunt folosite în mod activ rezervele de nutrienți (glicogen, acizi grași). Acestea sunt defalcate la aminoacizi, cetoacizi și alți compuși non-carbohidrați. Majoritatea acestor compuși nu sunt excretați din organism, ci sunt reciclați. Substanțele sunt transportate prin sânge în ficat din alte țesuturi și sunt utilizate în gluconeogeneza pentru sinteza glucozei - principala sursă de energie în organism. Astfel, atunci când corpul este epuizat, gluconeogeneza este principalul furnizor de substraturi energetice.

Efectul alcoolului asupra gluconeogenezei Editați

Există un alt aspect care trebuie amintit atunci când se analizează gluconeogeneza din punct de vedere al biologiei umane și al medicinei. Consumul unor cantități mari de alcool inhibă dramatic gluconeogeneza în ficat, ducând la scăderea nivelului de glucoză din sânge. Această afecțiune se numește hipoglicemie. Acest efect al alcoolului afectează în mod deosebit brusc după efort greu fizic sau pe stomacul gol. Dacă o persoană bea alcool după o muncă fizică lungă și tare, nivelul de glucoză din sânge poate scădea la 40 sau chiar 30% din normă. Hipoglicemia afectează negativ funcția creierului. Este deosebit de periculos pentru acele zone care controlează temperatura corpului, astfel încât, de exemplu, sub influența hipoglicemiei, temperatura corpului poate scădea cu 2 ° C sau mai mult (măsurată în rect). Dacă o persoană are o astfel de condiție de a bea o soluție de glucoză, atunci temperatura normală a corpului se va recupera rapid. Vechiul obiceu, care ia prescris pe omul flămând sau epuizat de whisky sau brandy celor care au fost salvați pe mare sau în deșert, este fiziologic nejustificat și chiar periculos; în astfel de cazuri, trebuie administrat glucoză.

Gluconeogeneza, pierderea musculară și vindecarea ușoară a rănilor Editați

Glucagonul începe să stimuleze gluconeogeneza după aproximativ 6 ore de post, dar stimularea intensă a gluconeogenezei are loc după 32 de ore de repaus atunci când cortizolul hormonal este activat. Notă: hormonul glucocorticosteroizilor cortizol este un steroid catabolic. Acționează distrugerea proteinelor musculare și a altor țesuturi la aminoacizi, care acționează ca precursori ai glucozei în gluconeogeneză. Atrofia musculară este o măsură necesară care trebuie luată pentru a asigura glucoza creierului. Prin urmare, este necesar să se furnizeze alimente suplimentare pacienților care se recuperează după intervenții chirurgicale sau leziuni extinse (de exemplu, sindromul de stoarcere pe termen lung sau arsurile severe). În cazul în care pacientul nu primește o cantitate suficientă de alimente, procesele catabolice predomină în corpul său și apare epuizarea mușchilor și a țesuturilor. Pentru ca rănile să se vindece, este necesar să se consolideze procesele anabolice, pentru care sunt necesare alimente suplimentare.

Glicoliza și gluconeogeneza se completează reciproc

Deoarece sinteza și oxidarea glucozei sunt extrem de importante pentru existența celulei (glicoliza) și a întregului organism (gluconeogeneza), reglarea acestor procese satisface cerințele organelor și țesuturilor în diferite condiții de existență.

Deoarece oxidarea glicolitică a glucozei

• este o modalitate de a obține energie în condiții aerobe și anaerobe, apare continuu în toate celulele și, bineînțeles, trebuie și va fi activată atunci când celula funcționează mai eficient, de exemplu contracția miocitului, mișcarea neutrofilelor;
• Dacă glicerolul și acetil-ScoA sunt utilizate pentru a sintetiza grăsimi în hepatocite și adipocite, această oxidare este activată cu un exces de glucoză în aceste celule.

Gluconeogeneza, ca formarea glucozei în ficat din surse non-carbohidrați, este necesară:

• în timpul hipoglicemiei în timpul încărcării musculare - sinteza glucozei din acidul lactic, provenind din mușchii de lucru și din glicerol, care se formează în timpul mobilizării grăsimilor;
• cu hipoglicemie cu repaus rapid (până la 24 ore) - sinteza în principal din acid lactic, care intră continuu în ficat din eritrocite,
• cu hipoglicemie în timpul postului prelungit - în principal, sinteza din aminoacizii formați în timpul catabolismului proteinelor și, de asemenea, din acid lactic și glicerină.

Astfel, gluconeogeneza, care intră în ficat, furnizează toate celelalte celule și organe (globule roșii, țesuturi nervoase, mușchi etc.) cu glucoză, în care sunt active procesele care necesită glucoză. Introducerea glucozei în aceste celule este de asemenea necesară pentru a menține concentrația de oxaloacetat și pentru a asigura arderea în TCA a acetil-SKOA derivată din acizi grași sau corpuri cetone.

În general, se pot distinge două moduri de reglare a glicolizei și gluconeogenezei: hormonale cu participarea hormonilor și a metabolismului, adică folosind produse intermediare sau finale ale metabolismului glucozei.

Există trei domenii principale în care aceste procese sunt reglementate:

• prima reacție de glicoliză,
• a treia reacție de glicoliză și reversibilă pentru ea,
• a zecea reacție de glicoliză și reversibilă pentru aceasta.

Reglarea gluconeogenezei

Activarea hormonală a gluconeogenezei se realizează prin glucocorticoizi, care cresc sinteza piruvat carboxilazei, fosfenoenpiruvat carboxinază, fructoză-1,6-difosfatază. Glucagonul stimulează aceleași enzime prin intermediul mecanismului de adenilat ciclază prin fosforilare.

Energia pentru gluconeogeneza provine de la β-oxidarea acizilor grași. Produsul final al acestei oxidări, acetil-SCAA, stimulează alosteric activitatea activității primei enzime de gluconeogeneză, piruvat carboxilaza. În plus, fructoza-1,6-difosfatază este stimulată cu participarea ATP.

Factori hormonali și metabolici care reglează glicoliza și gluconeogeneza

Reglementarea glicolizei

Reglementarea hormonală

În ficat, glicoliza este stimulată de insulină, ceea ce crește numărul de enzime cheie de glicoliză (hexokinază, fosfofructokinază, piruvat kinaza).

În ficat, activitatea glucoinazei, cu excepția insulinei, este reglată de alți hormoni:

• activarea este cauzată de nucleele anonice,
• activitatea lor suprimă glucocorticoizii și estrogenii.

În alte țesuturi, activitatea hexokinazelor

• crește prin hormoni tiroidieni,
• scăzută prin glucocorticoizi și somatotropină.

Reglarea metabolică

Hexokinaza din celulele hepatice este inhibată de produsul propriei sale reacții, glucoza-6-fosfat.

fosfofructochinază:

• activat de AMP și propriul substrat (fructoză-6-fosfat),
• inhibat - ATP, acid citric, acizi grași.

Piruvat kinaza este activată de 1,6-difosfat de fructoză (reglare directă pozitivă).

Molecule de AMP, stimularea glicolizei, se formează în reacția kinazei adenilat, activată când apare un exces de ADP. În mod deosebit viu, valoarea unei astfel de reglementări se manifestă în munca musculară:

gluconeogeneză

Gluconeogeneza este procesul de formare în ficat și parțial în substanța corticală a rinichilor (aproximativ 10%) de molecule de glucoză din moleculele altor compuși organici - surse de energie, cum ar fi aminoacizi liberi, acid lactic, glicerol. Acizii grași mamifere liberi nu se utilizează pentru gluconeogeneză.

Conținutul

Etapele de gluconeogeneză

Etapele de gluconeogeneză repetă stadiile de glicoliză în direcția opusă și sunt catalizate de aceleași enzime, cu excepția a 4 reacții:

1. Conversia piruvatului la oxaloacetat (enzima piruvat carboxilază)
2. Transformarea oxaloacetatului în fosfoenolpiruvat (enzimă fosfoenolpiruvat carboxinază)
3. Conversia de 1,6-difosfat de fructoză la fructoză-6-fosfat (enzima fructoză-1,6-difosfatază)
4. Conversia glucozei-6-fosfatului în glucoză (enzima glucoză-6-fosfatază)

Ecuația totală de gluconeogeneză: 2 CH₃COCOOH + 4ATP + 2GTP + 2NADH. H + + 6H₂O = C₆H₁₂O₆ + 2NAD + 4ADP + 2GDP + 6P_n [1].

Rolul în corp

Când postul în corpul uman sunt folosite în mod activ rezervele de nutrienți (glicogen, acizi grași). Acestea sunt defalcate la aminoacizi, cetoacizi și alți compuși non-carbohidrați. Majoritatea acestor compuși nu sunt excretați din organism, ci sunt reciclați. Substanțele sunt transportate prin sânge în ficat din alte țesuturi și sunt utilizate în gluconeogeneza pentru sinteza glucozei - principala sursă de energie în organism. Astfel, atunci când corpul este epuizat, gluconeogeneza este principalul furnizor de substraturi energetice.

notițe

1. ↑ Biochimie vizuală. Jan Kohlman, Klaus-Heinrich Rem, Jürgen Wirth. M., Mir, 2000, p.302

referințe

• Găsiți și aranjați sub formă de linkuri de note de subsol la surse reputate confirmând scris.
• Completați articolul (articolul este prea scurt sau conține doar o definiție a dicționarului).

Wikimedia Foundation. 2010.

Vezi ce "Gluconeogeneza" în alte dicționare:

gluconeogeneza - gluconeogeneza... Dicționar ortografic - referință

GLUCONEOGENESIS - procesul de formare a glucozei la un corp animal (în principal în ficat) din proteine, grăsimi și alte substanțe, altele decât carbohidrații, de exemplu din glicerină... Dicționar encyclopedic mare

GLUCONEOGENESIS - biochimie. formarea de glucoză din precursorii non-carbohidrați. Un centru comun, modul G. în organismele vii este biosinteza glucozei de la piruvic la piruvat. Ecuația generală G: 2 piruvat + 4 ATP + 2 GTP (ITP) + + 2 NAD • H + 2H +... Dicționar enciclopedic biologic

gluconeogeneza - a se vedea glucogeneza. (Sursa: "Microbiologie: Glosar al termenilor", N. Firsov, M: Drofa, 2006)... Dicționar de Microbiologie

gluconeogeneza - n., număr de sinonime: 1 • reacție (33) Dicționar sinonim ASIS. VN Trishin. 2013... Sinonime Dicționar

gluconeogeneza - biosinteza glucozei, se desfășoară în mod similar cu glicoliza, dar în direcția opusă... Un scurt glosar de termeni biochimici

Gluconeogeneza - biosinteza glucozelor din precursori de tip non-carbohidrat cum ar fi piruvații, aminoacizii, glicerina [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Subiecte de biotehnologie EN gluconeogeneză... Cartea de referință a traducătorului tehnic

Gluconeogeneza este procesul de formare a glucozei într-un corp animal (în principal în ficat) din proteine, grăsimi și alte substanțe (nu din carbohidrați), de exemplu, din glicerol. * * * GLUCONEOGENESE GLUCONEOGENICE, procesul de formare a glucozei în organismul animalului...... Dicționar enciclopedic

GLUCONEOGENEZA - de la precursorii non-carbohidrați, care se manifestă în celulele vii sub acțiunea enzimelor, din sângele grecesc dulce, neo-ul și genesisul nașterii, linia genetică), sinteza monozaharidelor (Ch. G. efectuat în direcția opusă...... Enciclopedie chimică

GLUCONEOGENEZA - procesul de formare a glucozei într-un organism animal (în principal în ficat) din proteine, grăsimi etc. în (de exemplu, din carbohidrați). din glicerină. Capercaillie: curente de sex masculin și feminin (de mai sus)... Știința naturii. Dicționar encyclopedic

Gluconeogeneză. Rolul ficatului în metabolismul carbohidraților;

Eliberarea ATP în descompunerea aerobă a glucozei.

Formarea ATP în timpul glicolizei poate avea loc în două moduri:

1. Fosforilarea substratului, atunci când pentru sinteza ATP din ADP și H₃RO₄ se folosește energia legăturii macroergice a substratului.

2. Fosforilarea oxidativă datorată energiei transferului de electroni și protoni de-a lungul CPE (complexe de respirație tisulară).

În condiții aerobe, 2 molecule de NADH → lanțul respirator sunt "salvate" și formează 3,2 = 6 molecule ATP. (NADH cu catenă respiratorie are 3 puncte de fosforilare - acestea sunt I, III, IV. Complexe ale lanțului respirator per moleculă O₂ - 3 molecule H₃RO₄. (P / O = 3) este coeficientul de fosforilare. Luând în considerare 2 molecule ATP sintetizate în reacțiile de fosforilare la etapa de formare a piruvatului, în prima etapă obținem 2ATP + 6ATP = 8ATP.

Dacă substraturile dependente de FAD sunt oxidate în lanțul respirator, atunci punctele de conjugare rămân complexe 2: III și IV (P / O = 2) per moleculă O₂ - 2 molecule H₃RO₄.

Astfel, în a treia etapă, datorită donatorului de hidrogen și a funcției energetice corespunzătoare a ciclului Krebs, obținem 24 ATP.

În total, în toate cele trei etape de oxidare aerobă de 1 mol de glucoză, obținem 38 de moli de ATP.

Energia totală de descompunere a glucozei este de 2880 kJ / mol. Energia liberă a hidrolizei legăturii ATP de energie ridicată este de 50 kJ / mol. Pentru sinteza ATP în oxidarea glucozei se utilizează 38,50 = 1900 kJ, ceea ce reprezintă 65% din energia totală a defalcării glucozei. Aceasta este eficiența energetică maximă posibilă a glucozei.

Valoarea glicolizei anaerobe.

Glicoliza anaerobă, în ciuda efectului mic de energie, este principala sursă de energie pentru mușchii scheletici în perioada inițială de muncă intensă, adică în condiții în care cantitatea de oxigen este limitată.

În plus, celulele roșii din sânge mature extrag energia prin oxidarea anaerobă a glucozei, deoarece nu au mitocondriile.

Gluconeogeneza este sinteza de glucoză din substanțe non-carbohidrați.

Principalele substraturi ale gluconeogenezei:

Lactatul este un produs al glicolizei anaerobe în eritrocite și mușchi de lucru, este utilizat în mod constant în gluconeogeneză.

Glicerina este eliberată în timpul hidrolizei grăsimilor sau în timpul exercițiilor fizice.

Aminoacizii - se formează în timpul defalcării proteinelor musculare și sunt incluși în gluconeogeneza cu postul prelungit sau munca prelungită a mușchilor.

Substraturile ciclului Krebs

Acizii grași nu pot servi drept sursă de glucoză.

Schema de includere a substraturilor în gluconeogeneza.

Gluconeogeneza asigură necesarul de glucoză în cazurile în care o scădere a glucozei nu este compensată de glicogenul hepatic. De exemplu: cu un postament relativ lung sau o restricție severă a carbohidraților în dietă.

Menținerea nivelului glicemiei în timpul postului prelungit și efort fizic intens. În condiții anaerobe, mușchii folosesc doar glucoză pentru nevoile energetice;

Furnizarea constantă de glucoză ca sursă de energie este absolut necesară pentru țesutul nervos (creier) și celulele roșii din sânge.

Glucoza este, de asemenea, necesară pentru țesutul adipos pentru a sintetiza glicerolul, parte integrantă a lipidelor.

Procesul de gluconeogeneză are loc în principal în ficat și mai puțin intensă în substanța corticală a rinichilor, precum și în mucoasa intestinală.

Reacțiile de glicoliză au loc în citozol, iar o parte din reacțiile de gluconeogeneză au loc în mitocondrii.

Includerea diferitelor substraturi în gliconeogeneza depinde de starea fiziologică a corpului.

Ecuația totală de gluconeogeneză:

Formarea cea mai semnificativă de glucoză, în principal din piruvat, deoarece este ușor de convertit în principalul aminoacid glicogen - alanină, precum și acidul lactic, care, acționând în cantități semnificative în sânge din mușchi după exerciții, în ficat sub influența LDH, piruvat. În procesul de catabolizare a substraturilor ciclului Krebs se formează oxaloacetat, care este de asemenea inclus în reacția de gluconeogeneză.

Etapele principale ale gluconeogenezei coincid cu reacțiile de glicoliză și sunt catalizate de aceleași enzime, dar ele se desfășoară în direcția opusă.

Cu toate acestea, există o caracteristică foarte importantă datorită faptului că 3 reacții în glicoliza catalizate de kinaze: hexokinază, fosfofructokinază și piruvat kinaza, sunt ireversibile. Aceste bariere sunt ocolite în gluconeogeneza prin reacții speciale.

Luați în considerare reacțiile de gluconeogeneză care diferă de reacțiile de glicoliză și apar în gluconeogeneza utilizând alte enzime.

1. Formarea fosfoenolpiruvatului din piruvat (ocolind reacția piruvat kinazei).

Reacția este catalizată de două enzime: piruvat carboxilază și carboxinază fosfoenolpiruvat.

Prima reacție are loc în mitocondrii. Enzima - piruvat carboxilaza este dependentă de biotină (reacțiile de carboxilare în celule au loc cu participarea vitaminei H):

Pyruvate + CO₂ + ATP + H₂Despre oxaroacetat de piruvat carboxilază (SCHUK) + ADP + H₃RO₄

Reacția continuă folosind ATP.

Apoi, a doua reacție a enzimei proprii de gluconeogeneză, carboxinază fosfoenolpiruvat, intră în reacție, reacția se desfășoară în citozol:

SchUK + GTP fosfoenolpiruvatcarbocskinza Fostoenolpiruvat + CU₂ + GDF

În această reacție, formarea legăturii mactoergice a fosfoenolpiruvatului se datorează energiei GTP, în timp ce apare decarboxilarea oxaloacetatului.

Aceasta este urmată de reacții de glicoliză în direcția opusă stadiului de formare a fructoză-1,6-difosfatului.

1. Hidroliza de 1,6-difosfat de fructoză (ocolind reacția fosfocructinazei).

Fructoza-1,6-difosfat + H₂Despre Fructozobifosfataza Fructo-6-fosfat + N₃RO₄

1. Hidroliza 6-fosfatului de fructoză (ocolind reacția hexokinazei)

Enzima - fosfataza glucoza-6-fosfat - fosfohexizomeraza.

Glucoza-6-fosfat + N₂Despre glucoză-6-fosfatază Glucoză + N₃RO₄

Glicemia liberă, care se formează în timpul acestei reacții, provine din ficat în sânge și este utilizată de țesuturi.

Balanța energetică a gluconeogenezei din piruvat: 6 moli de ATP sunt consumate pentru sinteza a 1 mol de glucoză și 2 moli de piruvat.

important gluconeogeneza din glicerină și aminoacizi.

În timpul postului, când acizii grași sunt consumați foarte mult ca surse de energie, glicerina este produsă în cantități mari, care, activată de ATP sub influența glicerocinazei, este transformată în α-glicerofosfat, apoi este oxidată de glicerofosfat dehidrogenază la substratul de fosfodioxiacetonă-glicoliză.

În plus, fosfodioxiacetona este utilizată în sinteza glucozei, adică în gluconeogeneza.

Gluconeogeneza din lactat.

Lactatul format în timpul glicolizei aerobe este transformat în piruvat în ficat, iar lactatul format în mușchii activi intră în sânge și apoi în ficat și este transformat în piruvat prin LDH, care este inclus în gluconeogeneză, iar glucoza rezultată intră în sânge și este absorbită de schelet mușchii - această secvență se numește ciclul Corey sau ciclul de glucoză-lactat.

Pentru fiecare moleculă de lactat în timpul gluconeogenezei, se consumă trei molecule ATP (mai precis două ATP și un GTP); Deoarece formarea glucozei necesită 2 molecule de lactat, procesul total de gluconeogeneză din lactat este descris după cum urmează:

2 lactat + 6 ATP + 6 N₂Despre → glucoză + 6 ADP + 6 N₃RO₄.

Glicozul rezultat poate reintra în mușchi și se transformă în acid lactic.

Glucoză + 2 ADP + 2 N₃RO₄ → 2 lactat + 2 ATP + 2 N₂O.

În consecință, ca rezultat al acțiunii ciclului Corey (ciclul de glucoză - lactat), mușchii de lucru produc 2 ATP prin consumarea a 6 ATP în ficat.

SINTEZA GLUCOZEI ÎN LIVER (GLUCONOGENEZA)

Gluconeogeneza este procesul de sinteză a glucozei din substanțe non-carbohidrați. La mamifere, această funcție este efectuată în principal de către ficat, într-o măsură mai mică - rinichii și celulele mucoasei intestinale. Principalele substraturi ale gluconeogenezei sunt piruvat, lactat, glicerină, aminoacizi (Figura 10).

Gluconeogeneza furnizează necesarul de glucoză în acele cazuri în care dieta conține o cantitate insuficientă de carbohidrați (exercițiu, post). Administrarea permanentă de glucoză este necesară în mod special pentru sistemul nervos și celulele roșii din sânge. Atunci când concentrația de glucoză din sânge scade sub un anumit nivel critic, funcția creierului este afectată; în hipoglicemie severă, apare o comă și poate să apară moartea.

Alimentarea cu glicogen în organism este suficientă pentru a satisface cerințele privind glucoza între mese. Atunci când carbohidrații sau înfometarea completă, precum și în condiții de muncă fizică prelungită, concentrația de glucoză din sânge este menținută prin gluconeogeneză. Substanțele care se pot transforma în piruvat sau orice alt metabolit de gluconeogeneză pot fi implicate în acest proces. Figura prezintă punctele de includere a substraturilor primare în gluconeogeneză:

Glucoza este necesară pentru țesutul adipos ca sursă de glicerol, care face parte din gliceride; joacă un rol semnificativ în menținerea concentrațiilor eficiente de metaboliți ai ciclului acidului citric în multe țesuturi. Chiar și în condițiile în care majoritatea nevoilor calorice ale organismului sunt satisfăcute de grăsimi, există întotdeauna o anumită nevoie de glucoză. În plus, glucoza este singurul combustibil pentru munca musculară scheletică în condiții anaerobe. Este un precursor al zahărului din lapte (lactoză) în glandele mamare și este consumat activ de către făt în timpul perioadei de dezvoltare. Mecanismul de gluconeogeneză este folosit pentru a elimina produsele metabolismului tisular din sânge, cum ar fi lactatul format în mușchi și celulele roșii din sânge, glicerolul, care este format în mod continuu în țesutul adipos

Includerea diferitelor substraturi în gluconeogeneza depinde de starea fiziologică a organismului. Lactatul este un produs al glicolizei anaerobe în celulele roșii și în mușchii de lucru. Glicerina este eliberată în timpul hidrolizei grăsimilor în țesutul adipos în perioada post-adsorbție sau în timpul exercițiilor fizice. Aminoacizii se formează ca rezultat al distrugerii proteinelor musculare.

Șapte reacții de glicoliză sunt ușor reversibile și sunt utilizate în gluconeogeneză. Dar cele trei reacții kinazice sunt ireversibile și trebuie eliminate (Fig.12). Astfel, 1,6-difosfatul de fructoză și 6-fosfatul de glucoză sunt defosforilate de fosfatazele specifice și piruvatul este fosforilat pentru a forma fosfoenolpiruvat prin două etape intermediare prin oxaloacetat. Formarea oxaloacetatului este catalizată de piruvat carboxilază. Această enzimă conține biotină ca coenzima. Oxaloacetatul se formează în mitocondrii, se transportă la citozol și este inclus în gluconeogeneză. Trebuie să se acorde atenție faptului că fiecare dintre reacțiile de glicoliză ireversibile, împreună cu reacția de gluconeogeneză ireversibilă corespunzătoare, constituie un ciclu numit substrat:

Există trei astfel de cicluri - în funcție de trei reacții ireversibile. Aceste cicluri servesc drept puncte de aplicare a mecanismelor de reglementare, ca urmare a fluxului de metaboliți care se schimbă fie pe calea descompunerii glucozei, fie pe calea sintezei sale.

Direcția reacțiilor primului ciclu de substrat este reglată în principal de concentrația de glucoză. În timpul digestiei, concentrația de glucoză din sânge crește. Activitatea glucoinazei în aceste condiții este maximă. Ca rezultat, glucoza-6-fosfat de glucoză reacție glicolitică este accelerată. În plus, insulina induce sinteza glucokinazei și astfel accelerează fosforilarea glucozei. Din moment ce glucokinaza hepatică nu este inhibată de glucoza-6-fosfat (spre deosebire de hexokinaza musculară), partea principală a glucoz-6-fosfatului este direcționată de-a lungul căii glicolitice.

Transformarea glucoz-6-fosfatului în glucoză este catalizată de o altă fosfatază specifică - glucoză-6-fosfatază. Este prezent în ficat și rinichi, dar este absent în mușchi și țesut adipos. Prezența acestei enzime permite țesutului să furnizeze glucoză în sânge.

Descompunerea glicogenului cu formarea de glucoz-1-fosfat este fosforilaza. Sinteza glicogenului se desfășoară de-a lungul unei căi complet diferite, prin formarea de glucoză de uridină difosfat și este catalizată de glicogen sintază.

Al doilea ciclu de substrat: conversia de 1,6-bisfosfat de fructoză la 6-fosfat de fructoză este catalizată de o enzimă specifică 1,6-bisfosfatază de fructoză. Această enzimă se găsește în ficat și rinichi, fiind găsită și în mușchi striat.

Direcția reacțiilor celui de-al doilea ciclu de substrat depinde de activitatea fosfofructokinazei și a fosfatazei 1,6-bisfosfat de fructoză. Activitatea acestor enzime depinde de concentrația de 2,6-bisfosfat de fructoză.

Fructoza-2,6-bisfosfat se formează prin fosforilarea fosfatului de fructoză-6 cu participarea enzimei bifuncționale (BIF), care catalizează și reacția inversă.

Activitatea kinazei are loc atunci când enzima bifuncțională este în forma defosforilată (BIF-OH). Forma defifosorilată a BIF este caracteristică perioadei de absorbție când indicele insulină-glucagon este ridicat.

Cu un indice scăzut al insulinei și glucagonului caracteristic unei perioade prelungite de repaus, se produce fosforilarea BIF și manifestarea activității fosfatazei, rezultând o scădere a cantității de 2,6-bisfosfat de fructoză, încetinirea glicolizei și trecerea la gluconeogeneză.

Reacțiile kinazei și fosfatazei sunt catalizate de diferitele situsuri active ale BIF, dar în fiecare dintre cele două stări ale enzimei - fosforilate și defosforilate - unul dintre situsurile active este inhibat.

Data adaugarii: 2015-09-18; Vizualizări: 1298; ORDINEAZĂ ÎNTREPRINDEREA

Gluconeogeneza în ficat

Gluconeogeneza este sinteza glucozei din produse non-carbohidrați. Astfel de produse sau metaboliți sunt în primul rând acidul lactic și piruvic, așa-numitele aminoacizi glicogenici și un număr de alți compuși. Cu alte cuvinte, precursorii de glucoză în gluconeogeneză pot fi piruvat sau orice compus care este transformat în piruvat în timpul catabolismului sau unul dintre produsele intermediare ale ciclului acidului tricarboxilic. În vertebrate, gluconeogeneza este cea mai intensă în celulele ficatului și rinichilor (cortexul).

Majoritatea etapelor de gluconeogeneză sunt inversarea reacțiilor de glicoliză. Doar trei reacții de glicoliză (hexokinază, fosfofructokinază și piruvat kinaza) sunt ireversibile, prin urmare alte enzime sunt utilizate în procesul de gluconeogeneză în trei etape. Luați în considerare calea de sinteză a glucozelor din piruvat.

Formarea fosfoenolpiruvatului din piruvat. Sinteza fosfoenolpiruvatului se desfășoară în mai multe etape. Inițial, piruvat sub influența piruvat carboxilazei și cu participarea CO₂ și ATP este carboxilat (așa-numita formă activă de CO₂, în formarea cărora, în afară de ATP, participă biotinul), cu formarea de oxaloacetat:

Apoi, ca urmare a decarboxilării și a fosforilării sub influența enzimei fosfenoelpiruvat carboxinază (denumirea enzimei este dată de reacția inversă), oxaloacetatul este transformat în fosfoenolpiruvat. Donorul reziduului de fosfat din reacție este guanozin trifosfat (GTP):

Mai târziu sa constatat că ambele citoplasme și enzimele mitocondriale sunt implicate în formarea fosfoenolpiruvatului.

Prima etapă este localizată în mitocondrii (figura 88). Piruvat carboxilaza, care catalizează această reacție, este o enzimă mitocondrială alosterică. Acetil-CoA este necesar ca un activator alosteric al acestei enzime. Membrana mitocondrială este impermeabilă la oxaloacetatul rezultat. Acesta din urmă este, de asemenea, restaurat în malochondrie în malat:

Reacția are loc cu participarea malatedehidrogenazei dependente de NAD mitocondrial. În mitocondrii, raportul dintre NADH₂/ NAD este relativ mare și, prin urmare, oxaloacetatul intramitochondrial este ușor de restaurat la malat, care părăsește cu ușurință mitocondriile, trecând prin membrana mitocondrială. În citoplasmă, raportul NADH₂/ OVER este foarte mică și malatul este oxidat din nou la oxaloacetat cu participarea malatedehidrogenazei dependente de citoplasma NAD:

Conversia ulterioară a oxaloacetatului la fosfoenolpiruvat se produce în citoplasma celulei. În fig. 89 descrie procedeul de mai sus pentru formarea fosfoenolpiruvatului din piruvat.

Conversia de 1,6-difosfat de fructoză la 6-fosfat de fructoză. Fosfoenolpiruvatul format din piruvat este transformat în 1,6-difosfat de fructoză ca urmare a unei serii de reacții reversibile de glicoliză. Aceasta este urmată de reacția fosfofructokinazei, care este ireversibilă. Gluconeogeneza ocolește această reacție endergonică. Conversia de 1,6-difosfat de fructoză la 6-fosfat de fructoză este catalizată de fosfatază specifică:

Trebuie notat faptul că fructoza-bis-fosfatază este inhibată de AMP și activată de ATP, adică aceste nucleotide au un efect asupra fructoză-bis-fosfatazei, opusul efectului lor asupra fosfofructokinazei (vezi p. 329). Atunci când concentrația AMP este scăzută și concentrația de ATP este mare, gluconeogeneza este stimulată. În contrast, atunci când raportul ATP / AMP este scăzut, divizarea glucozei are loc în celulă.

Formarea de glucoză din glucoz-6-fosfat. În etapa reversibilă ulterioară de biosinteză a glucozei, fructoza-6-fosfat este transformată în glucoz-6-fosfat. Acesta din urmă poate fi defosforilat (adică, reacția ocolește reacția hexokinazei) sub influența enzimei glucoz-6-fosfatază:

În fig. 89 prezintă reacții de by-pass în biosinteza glucozelor din piruvat și lactat. Este interesant de observat că există o relație strânsă între glicoliza, care se produce intens în țesutul muscular în timpul activității active și gluconeogeneza, în special caracteristică țesutului hepatic. Cu o activitate musculară maximă ca urmare a creșterii glicolizei, un exces de acid lactic difuzează în sânge. O parte semnificativă a excesului de lactat din ficat este transformată în glucoză (gluconeogeneză). Glicozul format în ficat poate fi apoi utilizat ca substrat de energie necesar pentru activitatea țesutului muscular. Relația dintre procesele de glicoliză din țesutul muscular și gluconeogeneza în ficat este prezentată în diagrama.

Metabolismul aerobic al piruvatului

Celulele care sunt prost alimentate cu oxigen pot exista parțial sau total datorită energiei glicolizei. Cu toate acestea, majoritatea țesuturilor primesc energie în principal datorită proceselor aerobe (de exemplu, oxidarea piruvatului). În timpul glicolizei, acidul piruvic este restabilit și transformat în acid lactic - produsul final al metabolismului anaerob; în cazul transformării aerobe, acidul piruvic suferă decarboxilare oxidativă pentru a forma acetil-CoA, care poate fi apoi oxidat în apă și CO₂.

Oxidarea piruvatului la acetil-CoA (decarboxilarea oxidativă a acidului piruvic)

Oxidarea piruvatului la acetil CoA, catalizată de sistemul de piruvatdehidrogenază, are loc în mai multe etape (Fig.90). Sunt implicați trei enzime (piruvat dehidrogenază, lipoatacetiltransferază, lipoamidă dehidrogenază) și cinci coenzime (NAD, FAD, difenat de tiamină, amidă a acidului lipoic și coenzima A). În total, reacția poate fi scrisă după cum urmează:

Pyruvat + NAD + HS-KoA -> Acetil-CoA + NADH₂ + CO₂

Reacția este însoțită de o scădere semnificativă a energiei libere standard și este practic ireversibilă.

Prima etapă a decarboxilării oxidative a piruvatului este catalizată de enzima piruvat dehidrogenază (E₁); Coenzima în această reacție este TDF. Se despartă₂, și derivatul hidroxietil TDF este format din piruvat:

În a doua etapă a procedeului, gruparea hidroxietil a complexului E₁ - THP-CHOH-CH₃ este transferată la amida acidului lipoic, care la rândul ei este asociată cu enzima lipoatacetiltransferază (E₂). Acetilul este asociat cu forma redusă a amidei acidului lipoic, iar TDF-E este eliberat.₁.

Acetil-lipoatul (legat de complexul enzimatic) apoi interacționează cu coenzima A (etapa a treia). Reacția este catalizată de către enzima acetiltransferază lipoat (E.₂). Se formează acetil CoA, care este separat de complexul de enzime:

În cea de-a patra etapă, are loc oxidarea acidului lipoic redus în forma disulfurică. Reacția este catalizată de enzima lipoamidă dehidrogenază (E₃), care conține coenzima FAD, capabilă să reducă:

În cele din urmă, în cea de-a cincea etapă, E₃-FADH₂ oxidată de NAD. Ca rezultat al reacției, forma oxidată E este regenerată.₃-FAD și NADH se formează₂:

Acetil-CoA format în procesul de decarboxilare oxidativă suferă o oxidare ulterioară cu formarea de CO în final₂ și H₂A. Cu alte cuvinte, oxidarea completă a acetil CoA apare în ciclul de acid tricarboxilic sau în ciclul Krebs. Acest proces, precum și decarboxilarea oxidativă a piruvatului, are loc în mitocondriile celulelor.

Ciclul de glicozilat

La plantele și microorganismele superioare în procesul de gluconeogeneză, ciclul glioxilaților joacă un rol important. Datorită acestui ciclu, plantele și microorganismele superioare sunt capabile să transforme metaboliții bicarbonici și, prin urmare, acetil-CoA în carbohidrați. În celulele animale, nu există două enzime-cheie ale ciclului glicoxilat: izocitratulază și malat sintaza, și, prin urmare, acest ciclu nu poate fi efectuat în ele.

Schema generală a ciclului glicoxilat poate fi reprezentată după cum urmează:

gluconeogeneză

Gluconeogeneza este sinteza glucozei din substanțe de natură non-carbohidrat, care apar în principal în ficat și, mai puțin intens, în substanța corticală a rinichilor și a mucoasei intestinale.

Funcția de gluconeogeneză este de a menține nivelele de glucoză din sânge în timpul postului prelungit și efort fizic intens. Consumul permanent de glucoză ca sursă de energie este necesar în special pentru țesutul nervos și celulele roșii din sânge.

Suporturi de glucogenă - PVC, acid lactic, glicerină, aminoacizi. Incluziunea lor in gluconeogeneza depinde de starea fiziologica a organismului.

Majoritatea reacțiilor de gluconeogeneză sunt glicoliză inversă. Acestea sunt catalizate de aceleași enzime ca reacțiile de glicoliză corespunzătoare.

Trei reacții de glicoliză (hexokinază (1), fosfofructokinază (3), piruvat (10)) sunt ireversibile, iar în timpul gluconeogenezei în aceste etape funcționează alte enzime.

Sinteza glucozei din PVC.

Prima etapă este formarea fosfoenolpiruvatului din PVC.

a) carboxilarea PVA sub influența piruvat carboxilazei cu formarea de oxaloacetat în mitocondrii:

Pyruvat carboxilaza este o enzimă mitocondrială a cărei activator alosteric este acetil-KoA. Pentru oxaloacetat, membrana mitocondrială este impenetrabilă, prin urmare, oxaloacetatul din mitocondrie se transformă în malat cu participarea malatedehidrogenazei madocondriale dependente de NAD:

Malatul iese din mitocondrie prin membrana mitocondrială în citozol, unde sub acțiunea malatedehidrogenazei dependentă de citoplasmatică dependentă de NAD este oxidat la oxaloacetat:

b) decarboxilarea și fosforilarea oxaloacetatului are loc în citozolul celulei cu formarea fosfoenolpiruvatului; enzimă - fosfoenolpiruvat carboxinază:

Etapa 2 - conversia fructoză-1,6-bisfosfatului la fructoză-6-fosfat.

Ca rezultat al reacțiilor reversibile de glicoliză, fosfoenolpiruvatul este transformat în 1,6-fosfat de fructoză. Aceasta este urmată de reacția ireversibilă de glicoliză a fosfoliostinazei. Gluconeogeneza ocolește această reacție:

A treia etapă este formarea de glucoză din fructoză-6-fosfat.

Fructoza-6-fosfat este transformată în glucoz-6-fosfat, care este defosforilat (reacția se desfășoară în jurul hexokinazei) sub influența glucoz-6-fosfatazei:

194.48.155.245 © studopedia.ru nu este autorul materialelor care sunt postate. Dar oferă posibilitatea utilizării gratuite. Există o încălcare a drepturilor de autor? Scrie-ne | Contactați-ne.

Dezactivați adBlock-ul!
și actualizați pagina (F5)
foarte necesar