глюконеогенезата

Глюконеогенезата е синтез на глюкоза от невъглехидратни продукти. Такива продукти или метаболити са предимно млечна и пирувинова киселина, така наречените гликогенни аминокиселини, глицерол и редица други съединения. С други думи, глюкозните прекурсори в глюконеогенезата могат да бъдат пируват или всяко съединение, което се превръща в пируват по време на катаболизма или един от междинните продукти на цикъла на трикарбоксилната киселина.

При гръбначните, глюконеогенезата е най-интензивна в клетките на черния дроб и бъбреците (в кортикалното вещество).

Повечето от етапите на глюконеогенезата е обратна реакция на гликолиза. Само 3 реакции на гликолиза (хексокиназа, фосфо-фруктокиназа и пируват киназа) са необратими, затова други ензими се използват в процеса на глюконеогенеза в 3 етапа. Разгледайте пътя на синтеза на глюкоза от пируват.

Образуване на фосфоенолпируват от пируват. Синтезът на фосфоенолпируват се провежда на няколко етапа. Първоначално пируват под влиянието на пируват карбоксилаза и с участието на СО₂ и АТР е карбоксилиран до образуване на оксалоацетат:

След това, в резултат на декарбоксилиране и фосфорилиране под въздействието на ензима фосфоенолпируват карбоксилаза, оксалоацетат се превръща в фосфоенолпируват. Донорът на фосфатния остатък в реакцията е гуанозин трифосфат (GTP):

Установено е, че цитозолът и митохондриалните ензими участват в образуването на фосфоенолпируват.

Първият етап на синтеза протича в митохондриите (фиг. 10.6). Пируват карбоксилазата, която катализира тази реакция, е алостеричен митохондриален ензим. Ацетил-СоА е необходим като алостеричен активатор на този ензим. Митохондриалната мембрана е непроницаема за получения оксалоацетат. Последното е тук, в митохондриите, възстановено до малат:

Реакцията протича с участието на митохондриална NAD-зависима малат дехидрогеназа. В митохондриите съотношението NADH / NAD + е относително високо и затова интрамитохондриалният оксалоацетат лесно се възстановява до малат, което лесно напуска митохондриите през митохондриалната мембрана. В цитозола съотношението NADH / NAD + е много ниско и малатът отново се окислява с участието на цитоплазмената NAD-зависима малат дехидрогеназа:

Допълнително превръщане на оксалоацетат в фосфоенолпируват става в цитозола на клетката.

Превръщането на фруктозо-1,6-бисфосфат в фруктоза-6-фосфат. В резултат на серия от обратими реакции на гликолиза, фосфо-енолпируватът, образуван от пируват, се превръща във фруктозо-1,6-бисфосфат. Това е последвано от фосфофруктокиназната реакция, която е необратима. Глюконеогенезата заобикаля тази ендергонична реакция. Превръщането на фруктозо-1,6-бис-фосфат в фруктозо-6-фосфат се катализира от специфична фосфатаза:

Фиг. 10.6. Образуване на фосфоенол-пируват от пируват. 1 - пируват карбоксилаза; 2 - малат дехидрогеназа (митохондриална); 3-малат дехидрогеназа (цитоплазмена); 4 - фосфоенолпируват-карбокси киназа.

Фиг. 10.7. Гликолиза и глюконеогенеза. Червените стрелки показват "байпас" пътищата на глюконеогенезата в биосинтеза на глюкоза от пируват и лактат; числата в кръговете показват съответния етап на гликолизата.

Образуването на глюкоза от глюкозо-6-фосфат. В последващия обратим етап на биосинтеза на глюкозата, фруктозо-6-фосфатът се превръща в глюкозо-6-фосфат. Последното може да бъде дефосфорилирано (т.е. реакцията заобикаля хексокиназната реакция) под влиянието на ензима глюкозо-6-фосфатаза:

На фиг. 10.7 представя “байпас” реакции на глюконеогенеза в биосинтеза на глюкоза от пируват и лактат.

Регулиране на глюконеогенезата. Важен момент в регулирането на глюконеогенезата е реакцията, катализирана от пируват карбоксилаза. Ролята на положителния алостеричен модулатор на този ензим се извършва от ацетил-СоА. В отсъствието на ацетил СоА, ензимът е почти напълно лишен от активност. Когато митохондриалният ацетил-CoA се натрупва в клетката, биосинтезата на глюкоза от пируват се увеличава. Известно е, че ацетил-СоА е едновременно отрицателен модулатор на пируват дехидрогеназния комплекс (виж по-долу). Следователно, натрупването на ацетил СоА забавя окислителното декарбоксилиране на пируват, което също допринася за превръщането на последната в глюкоза.

Друг важен момент в регулирането на глюконеогенезата е реакцията, катализирана от фруктоза-1,6-бисфосфатаза, ензим, който се инхибира от AMP. AMP има обратен ефект върху фосфофруктокиназата, т.е. за този ензим той е алостеричен активатор. При ниски концентрации на АМР и високи нива на АТФ се стимулира глюконеогенезата. Обратно, когато съотношението АТР / АМФ е малко, глюкозното разделяне се наблюдава в клетката.

През 1980 г. група белгийски изследователи (G. Hers и др.) Открили фруктозо-2,6-бисфосфат в чернодробната тъкан, който е мощен регулатор на активността на двата изброени ензима:

Фруктоза 2,6-бисфосфат активира фосфофруктокиназата и инхибира фруктоза-1,6-бисфосфатазата. Увеличаването на нивото на фруктозо-2,6-бис-фосфат в клетката допринася за повишаване на гликолизата и намаляване на скоростта на глюконеогенезата. Чрез намаляване на концентрацията на фруктозо-2,6-бисфосфат е вярно обратното.

Установено е, че биосинтезата на фруктозо-2,6-бисфосфат идва от фруктоза-6-фосфат с участието на АТФ и се разпада на фруктозо-6-фосфат и неорганичен фосфат. Биосинтезата и разлагането на фруктозо-2,6-бис-фосфат се катализира от същия ензим, т.е. Този ензим е бифункционален, притежава както фосфокиназна, така и фосфатазна активност:

Показано е също, че бифункционалният ензим се регулира от cAMP-зависимо фосфорилиране. Фосфорилирането води до повишаване на фосфатазната активност и намаляване на фосфо-киназната активност на бифункционален ензим. Този механизъм обяснява бързия ефект на хормоните, по-специално глюкагон, върху нивото на фруктоза 2,6-бисфосфат в клетката (виж глава 16).

Активността на бифункционалния ензим също се регулира от някои метаболити, сред които гликорол-3-фосфатът е от най-голямо значение. Ефектът на глицерол-3-фосфат върху ензима в неговата посока е подобен на ефекта, който се наблюдава, когато се фосфорилира от сАМР-зависими протеин кинази.

В момента, фруктозо-2,6-бисфосфат, в допълнение към черния дроб, се среща и в други органи и тъкани на животни, както и в растения и микроорганизми.

Показано е, че глюконеогенезата може също да бъде регулирана индиректно, т.е. чрез промяна на активността на ензим, който не участва директно в синтеза на глюкоза. По този начин е установено, че ензимът гликолиза пируваткиназа съществува в 2 форми - L и M. Form L (от английски. Черен дроб - черен дроб) преобладава в тъканите, способни на глюконеогенеза. Тази форма се инхибира от излишък на АТР и някои аминокиселини, по-специално, ал-Нин. М-форма (от английски. Мускулни - мускули) не подлежи на такова регулиране. При условия на достатъчно енергийно захранване на клетката, L-формата на пируват киназа се инхибира. Като последица от инхибирането, гликолизата се забавя и се създават условия, водещи до глюконеогенеза.

И накрая, интересно е да се отбележи, че има тясна връзка между гликолизата, която се проявява интензивно в мускулната тъкан по време на активната му активност и глюконеогенезата, особено характерна за чернодробната тъкан. С максимална мускулна активност в резултат на повишена гликолиза, излишъкът на млечна киселина се разпространява в кръвта и значителна част от него се превръща в глюкоза (глюконеогенеза) в черния дроб. Такава глюкоза може след това да се използва като енергиен субстрат, необходим за активността на мускулната тъкан. Връзката между процесите на гликолиза в мускулната тъкан и глюконеогенезата в черния дроб може да бъде представена като схема:

Глюконеогенеза в черния дроб

Образуване на глюкоза от лактат. Лактат, образуван в интензивно работещите мускули или в клетки с преобладаващ анаеробен метод на глюкозен катаболизъм, влиза в кръвта и след това в черния дроб. В черния дроб съотношението NADH / NAD + е по-ниско, отколкото в съкращаващия се мускул, следователно реакцията на лактат дехидрогеназата протича в обратна посока, т.е. към образуването на пируват от лактат. След това пируватът участва в глюконеогенезата и получената глюкоза навлиза в кръвта и се абсорбира от скелетните мускули. Тази последователност от събития се нарича "цикъл на глюкоза-лактат "или" цикъл на Corey".

Цикълът Corey изпълнява 2 основни функции: 1 - осигурява използването на лактат; 2 - предотвратява натрупването на лактат и, като следствие, опасно понижение на рН (лактатна ацидоза). Част от пируват, образуван от лактат, се окислява от черния дроб до СО₂ и Н₂А. Енергията на окисление може да се използва за синтезиране на АТФ, което е необходимо за реакциите на глюконеогенезата.

Образуването на глюкоза от аминокиселини. Аминокиселини, които, когато се катаболизират, се превръщат в пируват или метаболити на цитратния цикъл, могат да се считат за потенциални прекурсори на глюкоза и гликоген и се наричат ​​гликогенни. Например, окса-лаацетат, който се образува от аспарагинова киселина, е междинен продукт както на цитратния цикъл, така и на глюконеогенезата. От всички аминокиселини, влизащи в черния дроб, около 30% е аланин. Това е така, защото разграждането на мускулните протеини произвежда аминокиселини, много от които се превръщат незабавно в пируват, или първо в оксалоацетат, и след това до пируват. Последният се превръща в аланин, придобивайки аминогрупа от други аминокиселини. Аланинът от мускулите се транспортира чрез кръв към черния дроб, където отново се превръща в пируват, който е частично окислен и частично включен в глюкозната неогенеза. Следователно има следната последователност от събития (цикъл глюкоза-аланин): глюкоза в мускулите → пируват в мускулите → аланин в мускулите → аланин в черния дроб → глюкоза в черния дроб → глюкоза в мускулите. Целият цикъл не води до увеличаване на количеството глюкоза в мускулите, но решава проблемите на транспорта на амино азот от мускулите в черния дроб и предотвратява лактатна ацидоза.

Образуване на глюкоза от глицерол. Глицеролът се образува чрез хидролиза на триацилглицероли, главно в мастна тъкан. Само тези тъкани, които имат ензим глицерол киназа, например, черен дроб, бъбреци, могат да го използват. Този АТР-зависим ензим катализира превръщането на глицерол в а-глицерофосфат (глицерол-3-фосфат). Когато глицерол-3-фосфатът е включен в глюконеогенезата, той се дехидратира с NAD-зависима дехидрогеназа, за да се образува дихидроксиацетонфосфат, който се превръща в глюкоза.

35.35 Идеята за пентозофосфатния път на глюкозните трансформации. Окислителни реакции (до етапа на риболузо-5-фосфат). Разпределение и общи резултати от този път (образуване на пентози, NADPH и енергия)

Пентазофосфатен път, наричан още хексомонофосфатен шънт, служи като алтернатива чрез окисление на глюкозо-6-фосфат. Пентазофосфатният път се състои от 2 фази (части) - окислителни и неокислителни.

В окислителната фаза глюкозо-6-фосфатът необратимо окислява в пентоза - рибулоза-5-фосфат и се образува редуциран NADPH. В неокислителната фаза, рибулоза-5-фосфат се превръща обратимо в рибозо-5-фосфат и гликолиза метаболити. Пентазофосфатният път осигурява на клетките рибоза за синтез на пуринови и пиримидинови нуклеотиди и хидрогенира коензима NADPH, който се използва в регенеративни процеси. Общото уравнение на пътя на пентозофосфата се изразява, както следва:

3 Глюкозо-6-фосфат + 6 NADP + → 3 CO₂ + 6 (NADPH + H +) + 2 фруктоза-6-фосфат + глицералдехид-3-фосфат.

Ензимите на пентозния фосфатен път, както и ензимите на гликолизата, са локализирани в цитозола. Най-активният път пентозофосфат се среща в мастната тъкан, черния дроб, надбъбречната кора, еритроцитите, млечната жлеза по време на кърмене, тестисите.

В окислителната част на пентозния фосфатен пътГлюкозо-6-фосфатът претърпява окислително декарбоксилиране, което води до образуване на пентози. Този етап включва 2 реакции на дехидриране.

Първата реакция на дехидриране - превръщането на глюкозо-6-фосфат в глюконолактон-6-фосфат - се катализира от NADP + -зависимата глюкозо-6-фосфатна дехидрогеназа и е придружена от окисление на алдехидната група при първия въглероден атом и образуването на една редуцирана молекула на NADPH. След това, глюконолактон-6-фосфатът бързо се превръща в 6-фосфоглюконат с участието на ензима глюконолактон хидратаза. Ензимът 6-фосфоглюконат дехидрогеназа катализира втората реакция на дехидрогениране на окислителната част, по време на която също се извършва декарбоксилиране. В този случай, въглеродната верига е съкратена с един въглероден атом, образуват се рибулоза-5-фосфат и втората хидрогенирана NADPH молекула. Възстановеният NADPH инхибира първия ензим от окислителния стадий на пентозофосфатния път - глюкозо-6-фосфат дехидрогеназа. Превръщането на NADPH в окислено състояние на NADP + води до по-слабо инхибиране на ензима. Скоростта на съответната реакция се увеличава и се образува по-голямо количество NADPH.

Общото уравнение на етапа на окисление пентоза фосфатпътеките могат да бъдат представени като:

Реакциите на окисляване са основният източник на NADPH в клетките. Хидрогенираните коензими доставят водород с биосинтетични процеси, окислително-редукционни реакции, включващи защита на клетките от реактивни кислородни видове.

Окислителният стадий на пентозна формация и неокислителният етап (пътят на връщане на пентоза към хексоза) заедно образуват цикличен процес. Такъв процес може да бъде описан чрез общото уравнение:

Това означава, че 6 молекули глюкозо-5-фосфат (пентози) и 6 молекули СО са образувани от 6 глюкозни молекули₂. Ензимите на неокислителната фаза превръщат 6 молекули рибулоза-5-фосфат в 5 молекули глюкоза (хексоза). Когато тези реакции се провеждат последователно, единственият полезен продукт е NADPH, който се образува в окислителната фаза на пътя на пентозофосфата. Този процес се нарича цикъла на пентозния фосфат. Потокът от цикъла на пентозния фосфат позволява на клетките да произвеждат NADPH, което е необходимо за синтеза на мазнини, без да се натрупват пентози.

Енергията, отделена по време на разпадането на глюкозата, се трансформира в енергията на високоенергиен водороден донор - NADPH. Хидрогенираният NADPH служи като източник на водород за редукционни синтези и NADPH енергията се преобразува и съхранява в ново синтезирани вещества, като мастни киселини, освободени по време на катаболизма им и използвани от клетките.

глюконеогенезата

Съдържанието

Глюконеогенезата е процес на образуване в черния дроб и отчасти в кортикалното вещество на бъбреците (около 10%) на молекулите на глюкозата от молекули на други органични съединения - енергийни източници като свободни аминокиселини, млечна киселина, глицерол. Свободни мастни киселини на бозайници не се използват за глюконеогенеза.

Етапите на глюконеогенезата повтарят етапите на гликолизата в обратна посока и се катализират от същите ензими с изключение на 4 реакции:

• Превръщане на пируват в оксалоацетат (ензим пируват карбоксилаза)
• Преобразуване на оксалоацетат в фосфоенолпируват (ензим фосфоенолпируват карбоксикиназа)
• Превръщане на фруктозо-1,6-дифосфат в фруктозо-6-фосфат (ензим фруктозо-1,6-дифосфатаза)
• Превръщането на глюкоза-6-фосфат в глюкоза (ензим глюкоза-6-фосфатаза)

Уравнението на общата глюконеогенеза: 2 CH3COCOOH + 4ATP + 2GTP + 2NADH.H + + 6H2O = C6H12O6 + 2NAD + 4ADP + 2GDP + 6Pn.

Роля в тялото Редактиране

При гладуване в човешкото тяло активно се използват хранителни резерви (гликоген, мастни киселини). Те се разделят на аминокиселини, кетокиселини и други невъглехидратни съединения. Повечето от тези съединения не се отделят от тялото, а се рециклират. Веществата се транспортират чрез кръв към черния дроб от други тъкани и се използват в глюконеогенезата за синтеза на глюкоза - основния източник на енергия в организма. Така, когато тялото е изчерпано, глюконеогенезата е основният доставчик на енергийни субстрати.

Ефектът на алкохола върху глюконеогенезата Edit

Има друг аспект, който трябва да се помни, когато се обсъжда глюконеогенезата от гледна точка на човешката биология и медицина. Консумацията на големи количества алкохол драстично потиска глюконеогенезата в черния дроб, което води до по-ниски нива на кръвната захар. Това състояние се нарича хипогликемия. Този ефект на алкохола засяга особено остро след тежко физическо натоварване или на празен стомах. Ако човек пие алкохол след дълга и тежка физическа работа, нивото на глюкозата в кръвта може да спадне до 40 или дори 30% от нормата. Хипогликемията неблагоприятно засяга мозъчната функция. Особено опасно е за онези зони, които контролират телесната температура, така че, например, под въздействието на хипогликемия, телесната температура може да падне с 2 ° C или повече (при измерване в ректума). Ако на човек се даде такова състояние да пие разтвор на глюкоза, то нормалната телесна температура бързо ще се възстанови. Старият обичай, който предписваше гладните или изтощени хора на уиски или бренди за спасените в морето или в пустинята, е физиологически неоправдан и дори опасен; в такива случаи трябва да се даде глюкоза.

Глюконеогенеза, мускулна загуба и лошо зарастване на рани

Глюкагонът започва да стимулира глюконеогенезата след около 6 часа гладуване, но интензивното стимулиране на глюконеогенезата настъпва след 32 часа гладуване, когато се активира хормона кортизол. Забележка: кортизол глюкокортикостероиден хормон е катаболен стероид. Той активира разграждането на мускулните протеини и други тъкани до аминокиселини, които действат като глюкозни прекурсори в глюконеогенезата. Мускулната атрофия е необходима мярка, която трябва да се вземе, за да се осигури глюкоза в мозъка. Ето защо е необходимо да се осигури допълнителна храна за пациенти, които се възстановяват от операция или тежки наранявания (например дългосрочен синдром на притискане или тежки изгаряния). Ако пациентът не получи достатъчно количество храна, преобладават катаболните процеси в тялото му и се случва изчерпване на мускулите и тъканите. За да се заздравят раните, е необходимо да се засилят анаболните процеси, за които се изисква допълнителна храна.

Гликолизата и глюконеогенезата се допълват взаимно

Тъй като синтезата и окисляването на глюкозата са изключително важни за съществуването на клетката (гликолиза) и целия организъм (глюконеогенеза), регулирането на тези процеси отговаря на изискванията на органите и тъканите при различни условия на съществуване.

Тъй като гликолитично окисляване на глюкоза

• е начин за получаване на енергия в аеробни и анаеробни условия, непрекъснато се появява във всички клетки и, разбира се, трябва и ще се активира, когато клетката работи по-ефективно, например, контракция на миоцити, движение на неутрофили;
• Ако глицерол и ацетил-ScoA се използват за синтезиране на мазнини в хепатоцити и адипоцити, това окисление се активира с излишък на глюкоза в тези клетки.

Необходима е глюконеогенеза, тъй като образуването на глюкоза в черния дроб от източници на въглехидрати:

• по време на хипогликемия по време на мускулен товар - синтеза на глюкоза от млечна киселина, идваща от работещите мускули, и от глицерол, който се образува по време на мобилизирането на мазнини;
• с хипогликемия с кратко гладуване (до 24 часа) - синтез главно от млечна киселина, непрекъснато навлизане в черния дроб от еритроцити,
• с хипогликемия по време на продължително гладуване - основно синтез от аминокиселини, образувани по време на белтъчния катаболизъм, както и от млечна киселина и глицерин.

По този начин, глюконеогенезата, влизаща в черния дроб, осигурява всички други клетки и органи (червени кръвни клетки, нервна тъкан, мускули и т.н.) с глюкоза, в която процесите, които изискват глюкоза, са активни. Влизането на глюкоза в тези клетки също е необходимо, за да се поддържа концентрацията на оксалоацетат и да се осигури горенето в ТСА на ацетил-SKOA, получено от мастни киселини или кетонни тела.

Като цяло могат да бъдат разграничени два начина за регулиране на гликолизата и глюконеогенезата: хормонални с участието на хормони и метаболитни, т.е. използване на междинни или крайни продукти на метаболизма на глюкозата.

Има три основни области, в които тези процеси се регулират:

• първа реакция на гликолиза,
• третата реакция на гликолизата и обратима за нея,
• десетата реакция на гликолизата и обратима към нея.

Регулиране на глюконеогенезата

Хормоналното активиране на глюконеогенезата се извършва от глюкокортикоиди, които увеличават синтеза на пируват карбоксилаза, фосфоенолпируват карбоксикиназа, фруктоза-1,6-дифосфатаза. Глюкагонът стимулира същите ензими чрез механизма на аденилат циклаза чрез фосфорилиране.

Енергията за глюконеогенеза идва от β-оксидиране на мастни киселини. Крайният продукт на това окисление, ацетил-SCAA, алостерично стимулира активността на първия глюконеогенезен ензим, пируват карбоксилаза. В допълнение, фруктоза-1,6-дифосфатазата се стимулира с участието на АТР.

Хормонални и метаболитни фактори, които регулират гликолизата и глюконеогенезата

Регулиране на гликолизата

Хормонално регулиране

В черния дроб гликолизата се стимулира от инсулин, което увеличава броя на ключовите гликолизни ензими (хексокиназа, фосфофруктокиназа, пируват киназа).

В черния дроб, глюкокиназната активност, с изключение на инсулина, се регулира от други хормони:

• активирането е причинено от анониеви ядра,
• тяхната активност потиска глюкокортикоидите и естрогените.

В други тъкани, активността на хексокиназите

• се увеличава с тиреоидни хормони,
• намален с глюкокортикоиди и соматотропин.

Метаболитна регулация

Хексокиназата на не-чернодробните клетки се инхибира от продукта от неговата собствена реакция глюкозо-6-фосфат.

фосфорцитокиназа:

• активиран от AMP и негов собствен субстрат (фруктозо-6-фосфат),
• инхибира - АТР, лимонена киселина, мастни киселини.

Пируват киназата се активира с фруктоза-1,6-дифосфат (директна положителна регулация).

Молекули от АМР, стимулиращи гликолиза, се образуват в реакцията на аденилат киназа, активирана при появата на излишък от ADP. Особено ярко, стойността на подобна регулация се проявява в мускулната работа:

глюконеогенезата

Глюконеогенезата е процес на образуване в черния дроб и отчасти в кортикалното вещество на бъбреците (около 10%) на молекулите на глюкозата от молекули на други органични съединения - енергийни източници като свободни аминокиселини, млечна киселина, глицерол. Свободни мастни киселини на бозайници не се използват за глюконеогенеза.

Съдържанието

Етапи на глюконеогенеза

Етапите на глюконеогенезата повтарят етапите на гликолизата в обратна посока и се катализират от същите ензими с изключение на 4 реакции:

1. Превръщане на пируват в оксалоацетат (ензим пируват карбоксилаза)
2. Преобразуване на оксалоацетат в фосфоенолпируват (ензим фосфоенолпируват карбоксикиназа)
3. Превръщане на фруктозо-1,6-дифосфат в фруктозо-6-фосфат (ензим фруктозо-1,6-дифосфатаза)
4. Превръщането на глюкоза-6-фосфат в глюкоза (ензим глюкоза-6-фосфатаза)

Уравнение за тотална глюконеогенеза: 2 CH₃COCOOH + 4ATP + 2GTP + 2NADH. Н + + 6Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + 2NAD + 4ADP + 2GDP + 6P_п [1].

Роля в тялото

При гладуване в човешкото тяло активно се използват хранителни резерви (гликоген, мастни киселини). Те се разделят на аминокиселини, кетокиселини и други невъглехидратни съединения. Повечето от тези съединения не се отделят от тялото, а се рециклират. Веществата се транспортират чрез кръв към черния дроб от други тъкани и се използват в глюконеогенезата за синтеза на глюкоза - основния източник на енергия в организма. Така, когато тялото е изчерпано, глюконеогенезата е основният доставчик на енергийни субстрати.

бележки

1. Bio Визуална биохимия. Ян Колман, Клаус-Хайнрих Рем, Юрген Вирт. М., Mir, 2000, p

препратки

• Намерете и подредете под формата на бележки под линия връзки към уважавани източници, потвърждаващи написаното.
• Допълнете статията (статията е твърде кратка или съдържа само речникова дефиниция).

Фондация Уикимедия. 2010.

Вижте какво е "Gluconeogenesis" в други речници:

глюконеогенеза - глюконеогенеза... Правописен референтен речник

ГЛЮКОНОГЕНЕЗ - процесът на образуване на глюкоза в животинското тяло (главно в черния дроб) от протеини, мазнини и други вещества, различни от въглехидрати, например от глицерин... Large Encyclopedic Dictionary

Глюконегенеза - биохим. образуването на глюкоза от не-въглехидратни прекурсори. Общ център, начинът, по който Г. в живите организми е биосинтезата на глюкоза от пирувичен до пируват. Общо уравнение G: 2 пируват + 4 ATP + 2 GTP (ITP) + + 2 NAD • H + 2H +... Биологичен енциклопедичен речник

глюконеогенеза - виж глюкогенезата. (Източник: “Микробиология: Речник на термините”, Н. Фирсов, М: Дрофа, 2006)... Микробиологичен речник

глюконеогенеза - п., брой синоними: 1 • реакция (33) Речник на синоните на ASIS. VN Trishin. 2013... Синонимен речник

глюконеогенеза - - биосинтеза на глюкоза, протича подобно на гликолизата, но в обратна посока... Кратък речник на биохимичните термини

Глюконеогенеза - биосинтеза на глюкоза от некарбохидратни прекурсори като пирувати, аминокиселини, глицерин [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Биотехнологични теми EN глюконеогенеза

Глюконеогенезата е процес на образуване на глюкоза в животинското тяло (главно в черния дроб) от протеини, мазнини и други вещества (не от въглехидрати), например от глицерол. * * * ГЛЮКОНОГЕНЕЗ ГЛЮКОНОГЕНЕЗ, процесът на образуване на глюкоза в тялото на животното...... енциклопедичен речник

ГЛЮКОНОГЕНЕЗ - (от гръцки. Glykys sweet, neos new и geneza birth, lineage), синтеза на монозахариди (гл. Arg. Glucose) от некарбохидратни прекурсори, които се срещат в живите клетки под действието на ензими. Г. извършва в обратна посока...... Химическа енциклопедия

ГЛЮКОНОГЕНЕЗ - процесът на образуване на глюкоза в животинския организъм (главно в черния дроб) от протеини, мазнини и т.н. в (не от въглехидрати), например. от глицерин. Глухарче: текущо мъжко и женско (по-горе)... Природни науки. Енциклопедичен речник

Глюконеогенезата. Ролята на черния дроб при въглехидратния метаболизъм;

Освобождаване на АТР при аеробно разлагане на глюкоза.

Образуването на АТФ по време на гликолизата може да протече по два начина:

1. Субстратно фосфорилиране, когато за синтез на АТР от ADP и Н₃RO₄ използва се енергията на макроергичната връзка на субстрата.

2. Окислително фосфорилиране, дължащо се на енергията на пренасяне на електроните и протона по СРЕ (тъканни дихателни комплекси).

При аеробни условия 2 молекули NADH → дихателната верига се „запазват” и образуват 3 · 2 = 6 АТР молекули. (Дихателната верига окисляваща NADH има 3 точки на фосфорилиране - това са I, III, IV. Комплекси на дихателната верига на молекула О₂ - 3 молекули Н₃RO₄. (P / O = 3) е коефициентът на фосфорилиране, като се вземат предвид 2 молекули АТР, синтезирани в реакциите на фосфорилиране към етапа на образуване на пируват, в първия етап получаваме 2ATP + 6ATP = 8ATP.

Ако FAD-зависимите субстрати се окисляват в дихателната верига, тогава точките на конюгиране остават 2: III и IV комплекси (P / O = 2) на молекула О₂ - 2 молекули Н₃RO₄.

Така на третия етап, благодарение на водородния донор и правилната енергийна функция на цикъла на Кребс, получаваме 24 АТР.

Като цяло, във всичките три етапа на аеробното окисление на 1 мол глюкоза, получаваме 38 мола ATP.

Общата енергия на разлагане на глюкозата е 2880 kJ / mol. Свободната енергия на хидролизата на високоенергийната АТР връзка е 50 kJ / mol. За синтеза на АТР в окислението на глюкозата се използва 38,50 = 1900 kJ, което е 65% от общата енергия на разпадането на глюкозата. Това е максималната възможна енергийна ефективност на глюкозата.

Стойността на анаеробната гликолиза.

Анаеробната гликолиза, въпреки малкия енергиен ефект, е основният източник на енергия за скелетните мускули в началния период на интензивна работа, т.е. в условия, при които доставянето на кислород е ограничено.

В допълнение, зрелите червени кръвни клетки извличат енергия чрез анаеробно окисление на глюкоза, защото те нямат митохондрии.

Глюконеогенезата е синтез на глюкоза от невъглехидратни вещества.

Основните субстрати на глюконеогенезата:

Лактатът е продукт на анаеробна гликолиза в еритроцитите и работещите мускули, постоянно се използва в глюконеогенезата.

Глицеринът се освобождава по време на хидролиза на мазнини или по време на тренировка.

Аминокиселините се образуват по време на разграждането на мускулните протеини и са включени в глюконеогенезата при продължително гладуване или продължителна мускулна работа.

Циклични подложки на Кребс

Мастните киселини не могат да служат като източник на глюкоза.

Схема на включване на субстрати в глюконеогенезата.

Глюконеогенезата осигурява нуждата на организма от глюкоза в случаите, когато намаляването на глюкозата не се компенсира от гликогена на черния дроб. Например: с относително дълго гладуване или рязко ограничаване на въглехидратите в храната.

Поддържане на нивата на кръвната захар при продължително гладуване и интензивно физическо натоварване. При анаеробни условия мускулите използват само глюкоза за енергийни нужди;

Постоянното снабдяване с глюкоза като енергиен източник е абсолютно необходимо за нервната тъкан (мозъка) и червените кръвни клетки.

Глюкозата също е необходима за мастната тъкан, за да се синтезира глицерол, неразделна част от липидите.

Процесът на глюконеогенеза се среща главно в черния дроб и по-малко интензивно в кортикалното вещество на бъбреците, както и на чревната лигавица.

Реакциите на гликолиза се извършват в цитозола и част от реакциите на глюконеогенезата протичат в митохондриите.

Включването на различни субстрати в гликонеогенезата зависи от физиологичното състояние на тялото.

Общото уравнение на глюконеогенезата:

Най-значимото образуване на глюкоза, главно от пируват, тъй като лесно се превръща в основната гликогенна аминокиселина - аланин, както и млечна киселина, която, действайки в значителни количества в кръвта от мускулите след тренировка, в черния дроб под влияние на LDH окислява пируват. В процеса на катаболизма на субстратите на цикъла на Кребс се образува оксалоацетат, който също е включен в реакцията на глюконеогенезата.

Основните етапи на глюконеогенезата съвпадат с реакциите на гликолизата и се катализират от едни и същи ензими, но те продължават в обратна посока.

Въпреки това, има много важна характеристика поради факта, че 3 реакции в гликолиза, катализирани от кинази: хексокиназа, фосфофруктокиназа и пируват киназа, са необратими. Тези бариери се заобикалят в глюконеогенезата чрез специални реакции.

Помислете за реакции на глюконеогенеза, които се различават от реакциите на гликолизата и се появяват в глюконеогенезата при използване на други ензими.

1. Образуване на фосфоенолпируват от пируват (заобикаляйки пируват киназата).

Реакцията се катализира от два ензима: пируват карбоксилаза и фосфоенолпируват карбоксикиназа.

Първата реакция протича в митохондриите. Ензим - пируват карбоксилаза е биотин-зависим (карбоксилиращите реакции в клетките се провеждат с участието на витамин Н):

Пируват + СО₂ + АТР + Н₂За пируват карбоксилаза оксалоацетат (SCHUK) + ADP + H₃RO₄

Реакцията протича с използване на АТФ.

След това вторият собствен ензим на глюконеогенеза, фосфоенолпируват карбоксикиназа, влиза в реакцията, реакцията протича в цитозола:

SchUK + GTP фосфоенолпируваткарбоксниаза Fostoenolpyruvate + СО₂ + GDF

В тази реакция, образуването на мактоергична връзка на фосфоенолпируват се дължи на енергията на GTP, докато се наблюдава декарбоксилиране на оксалоацетат.

Това е последвано от реакции на гликолиза в противоположна посока на етапа на образуване на фруктозо-1,6-дифосфат.

1. Хидролиза на фруктоза-1,6-дифосфат (заобикаляйки реакцията на фосфофруктокиназата).

Фруктоза-1,6-дифосфат + Н₂За Фруктозобифосфатаза Фруктозо-6-фосфат + N₃RO₄

1. Хидролиза на фруктозо-6-фосфат (заобикаляйки реакцията на хексокиназата)

Ензим - фосфатаза глюкозо-6-фосфат - фосфохексоизомераза.

Глюкозо-6-фосфат + N₂За Глюкозо-6-фосфатаза Глюкоза + N₃RO₄

Свободната глюкоза, която се образува по време на тази реакция, идва от черния дроб в кръвния поток и се използва от тъканите.

Енергийният баланс на глюконеогенезата от пируват: 6 мола АТР се консумират за синтеза на 1 мол глюкоза и 2 мола пируват.

важно глюконеогенеза от глицерин и аминокиселини.

По време на гладно, когато мастните киселини се консумират силно като енергийни източници, глицеринът се произвежда в големи количества, който, активиран от АТФ под влиянието на глицерокиназа, се превръща в α-глицерофосфат, след което се окислява от глицерофосфат дехидрогеназа до субстрат на фосфодиоксиацетон-гликолиза.

Освен това, фосфодиоксиацетонът се използва в синтеза на глюкоза, т.е. в глюконеогенезата.

Глюконеогенеза от лактат.

Лактатът, образуван по време на аеробната гликолиза, се превръща в пируват в черния дроб, а лактатът, образуван в интензивно работещите мускули, навлиза в кръвта, а след това в черния дроб и се превръща в пируват от LDH, който е включен в глюконеогенезата, а получената глюкоза навлиза в кръвта и се абсорбира мускулите - тази последователност се нарича Corey цикъл или цикъла на глюкоза-лактат.

За всяка молекула лактат по време на глюконеогенезата се консумират три АТР молекули (по-точно два АТР и един ГТФ); Тъй като образуването на глюкоза изисква 2 молекули лактат, общият процес на глюконеогенеза от лактат е описан както следва:

2 лактат + 6 АТР + 6N₂За → глюкоза + 6 ADP + 6 N₃RO₄.

Получената глюкоза може да влезе отново в мускулите и да се превърне в млечна киселина.

Глюкоза + 2 ADP + 2N₃RO₄ → 2 лактат + 2 АТР + 2N₂О.

Следователно, в резултат на действието на цикъла на Corey (цикъла на глюкоза - лактат), работещите мускули произвеждат 2 АТР, като консумират 6 АТФ в черния дроб.

СИНТЕЗ НА ГЛЮКОЗАТА В ЖИВОТА (ГЛЮКОНОГЕНЕЗ)

Глюконеогенезата е процес на синтезиране на глюкоза от невъглехидратни вещества. При бозайниците тази функция се извършва главно от черния дроб, в по-малка степен - бъбреците и чревните мукозни клетки. Основните субстрати на глюконеогенезата са пируват, лактат, глицерин, аминокиселини (Фигура 10).

Глюконеогенезата осигурява нуждата на организма от глюкоза в случаите, когато храната съдържа недостатъчно количество въглехидрати (упражнения, гладно). Постоянният прием на глюкоза е особено необходим за нервната система и червените кръвни клетки. Когато концентрацията на глюкоза в кръвта падне под определено критично ниво, мозъчната функция е нарушена; при тежка хипогликемия се появява кома и може да настъпи смърт.

Доставянето на гликоген в организма е достатъчно, за да отговори на изискванията за глюкоза между храненията. При въглехидрати или пълно гладуване, както и в условията на продължителна физическа работа, концентрацията на глюкоза в кръвта се поддържа чрез глюконеогенеза. Вещества, които могат да се превърнат в пируват или друг метаболит на глюконеогенезата, могат да бъдат включени в този процес. Фигурата показва точките на включване на първичните субстрати в глюконеогенезата:

Глюкозата е необходима за мастната тъкан като източник на глицерол, който е част от глицеридите; той играе важна роля в поддържането на ефективни концентрации на метаболитите в цикъла на лимонената киселина в много тъкани. Дори в условия, при които повечето калории на организма се задоволяват с мазнини, винаги има нужда от глюкоза. Освен това, глюкозата е единственото гориво за работа на скелетните мускули при анаеробни условия. Той е прекурсор на млечната захар (лактоза) в млечните жлези и се консумира активно от плода през периода на развитие. Механизмът на глюконеогенезата се използва за отстраняване на продуктите от тъканния метаболизъм от кръвта, като например лактат, образуван в мускулите и червените кръвни клетки, глицерол, който непрекъснато се образува в мастната тъкан.

Включването на различни субстрати в глюконеогенезата зависи от физиологичното състояние на тялото. Лактатът е продукт на анаеробна гликолиза в червените кръвни клетки и работещите мускули. Глицеринът се освобождава по време на хидролиза на мазнини в мастната тъкан в периода след адсорбцията или по време на тренировка. Аминокиселините се образуват в резултат на разграждането на мускулните протеини.

Седем реакции на гликолиза са лесно обратими и се използват в глюконеогенезата. Но трите киназни реакции са необратими и трябва да бъдат шунтирани (фиг. 12). Така, фруктоза-1,6-дифосфат и глюкозо-6-фосфат се дефосфорилират чрез специфични фосфатази, а пируват се фосфорилира до получаване на фосфоенолпируват през два междинни етапа чрез оксалоацетат. Образуването на оксалоацетат се катализира от пируват карбоксилаза. Този ензим съдържа биотин като коензим. Оксалоацетат се образува в митохондриите, транспортиран до цитозола и е включен в глюконеогенезата. Трябва да се обърне внимание на факта, че всяка от необратимите реакции на гликолизата, заедно със съответната необратима глюконеогенезна реакция, представляват цикъл, наречен субстрат:

Има три такива цикъла - според три необратими реакции. Тези цикли служат като точки на прилагане на регулаторни механизми, в резултат на което потокът от метаболити се променя или по пътя на разлагане на глюкозата, или по пътя на неговия синтез.

Посоката на реакциите на първия субстратен цикъл се регулира главно от концентрацията на глюкоза. По време на храносмилането се повишава концентрацията на глюкоза в кръвта. Глюкокиназната активност при тези условия е максимална. В резултат, гликолитичната реакция глюкоза ® глюкоза-6-фосфат се ускорява. В допълнение, инсулинът индуцира глюкокиназа синтез и по този начин ускорява фосфорилирането на глюкозата. Тъй като глюкокиназата в черния дроб не се инхибира от глюкозо-6-фосфата (за разлика от мускулния хексокиназа), основната част от глюкозо-6-фосфата е насочена по гликолитичния път.

Превръщането на глюкоза-6-фосфат в глюкоза се катализира от друга специфична фосфатаза - глюкозо-6-фосфатаза. Той присъства в черния дроб и бъбреците, но липсва в мускулите и мастната тъкан. Наличието на този ензим позволява на тъканта да доставя глюкоза в кръвта.

Разлагането на гликоген с образуването на глюкозо-1-фосфат е фосфорилаза. Синтезът на гликоген протича по напълно различен път, чрез образуването на уридин дифосфат глюкоза и се катализира от гликоген синтаза.

Вторият субстратен цикъл: превръщането на фруктозо-1,6-бисфосфат в фруктоза-6-фосфат се катализира от специфичен ензим фруктоза-1,6-бисфосфатаза. Този ензим се намира в черния дроб и бъбреците, намира се и в набразден мускул.

Посоката на реакциите на втория субстратен цикъл зависи от активността на фосфофруктокиназата и фруктозо-1,6-бисфосфатната фосфатаза. Активността на тези ензими зависи от концентрацията на фруктозо-2,6-бисфосфат.

Фруктозо-2,6-бисфосфатът се образува чрез фосфорилиране на фруктозо-6-фосфат с участието на бифункционалния ензим (BIF), който също катализира обратната реакция.

Киназната активност настъпва, когато бифункционалният ензим е в дефосфорилираната форма (BIF-OH). Дефосфорилираната форма на BIF е характерна за абсорбционния период, когато инсулин-глюкагоновият индекс е висок.

С нисък инсулин-глюкагонов индекс, характерен за продължителен период на гладуване, се проявява BIF фосфорилиране и проявление на неговата фосфатазна активност, което води до намаляване на количеството фруктозо-2,6-бифосфат, забавяне на гликолизата и преминаване към глюконеогенеза.

Реакциите на киназа и фосфатаза се катализират от различни активни места на BIF, но във всяко от двете състояния на ензима - фосфорилиран и дефосфорилиран - едно от активните места се инхибира.

Дата на добавяне: 2015-09-18; Видян: 1298; РАБОТА ЗА ПИСАНЕ НА ПОРЪЧКА

Глюконеогенеза в черния дроб

Глюконеогенезата е синтез на глюкоза от невъглехидратни продукти. Такива продукти или метаболити са предимно млечна и пирувинова киселина, така наречените гликогенни аминокиселини и редица други съединения. С други думи, глюкозните прекурсори в глюконеогенезата могат да бъдат пируват или всяко съединение, което се превръща в пируват по време на катаболизма или един от междинните продукти на цикъла на трикарбоксилната киселина. При гръбначните, глюконеогенезата е най-интензивна в клетките на черния дроб и бъбреците (кортекс).

Повечето от етапите на глюконеогенезата е обръщане на реакциите на гликолизата. Само три реакции на гликолиза (хексокиназа, фосфофруктокиназа и пируват киназа) са необратими, затова други ензими се използват в процеса на глюконеогенезата в три етапа. Разгледайте пътя на синтеза на глюкоза от пируват.

Образуване на фосфоенолпируват от пируват. Синтезът на фосфоенолпируват се провежда на няколко етапа. Първоначално пируват под влиянието на пируват карбоксилаза и с участието на СО₂ и АТР е карбоксилиран (така наречената активна форма на СО₂, в образуването на които, в допълнение към АТР, участва биотин.) с образуването на оксалоацетат:

След това, в резултат на декарбоксилиране и фосфорилиране под влиянието на ензима фосфоенолпируват карбоксикиназа (наименованието на ензима се дава чрез обратна реакция), оксалоацетат се превръща във фосфоенолпируват. Донорът на фосфатния остатък в реакцията е гуанозин трифосфат (GTP):

По-късно е установено, че както цитоплазмата, така и митохондриалните ензими участват в образуването на фосфоенолпируват.

Първият етап е локализиран в митохондриите (фиг. 88). Пируват карбоксилазата, която катализира тази реакция, е алостеричен митохондриален ензим. Ацетил-СоА е необходим като алостеричен активатор на този ензим. Митохондриалната мембрана е непроницаема за получения оксалоацетат. Последното също се възстановява в малохондрия в малат:

Реакцията протича с участието на митохондриална NAD-зависима малат дехидрогеназа. В митохондриите съотношението NADH₂/ NAD е сравнително голям и затова интрамитохондриалният оксалоацетат лесно се възстановява до малат, който лесно напуска митохондриите, минавайки през митохондриалната мембрана. В цитоплазмата, съотношението NADH₂/ OVER е много малък и малатът отново се окислява до оксалоацетат с участието на цитоплазмена NAD-зависима малат дехидрогеназа:

Допълнително превръщане на оксалоацетат в фосфоенолпируват става в цитоплазмата на клетката. На фиг. 89 изобразява горния процес за образуване на фосфоенолпируват от пируват.

Превръщането на фруктоза-1,6-дифосфат в фруктоза-6-фосфат. Полученият от пируват фосфоенолпируват се превръща в фруктоза-1,6-дифосфат в резултат на серия от обратими реакции на гликолиза. Това е последвано от фосфофруктокиназната реакция, която е необратима. Глюконеогенезата заобикаля тази ендергонична реакция. Превръщането на фруктозо-1,6-дифосфат в фруктозо-6-фосфат се катализира от специфична фосфатаза:

Трябва да се отбележи, че фруктозо-бис-фосфатазата се инхибира от АМР и се активира от АТР, т.е. тези нуклеотиди имат ефект върху фруктоза-бис-фосфатаза, противоположно на техния ефект върху фосфофруктокиназата (виж стр. 329). Когато концентрацията на АМФ е ниска и концентрацията на АТФ е висока, се стимулира глюконеогенезата. Обратно, когато съотношението АТР / АМФ е ниско, се разделя глюкозата в клетката.

Образуването на глюкоза от глюкозо-6-фосфат. В последващия обратим етап на биосинтеза на глюкозата, фруктозо-6-фосфатът се превръща в глюкозо-6-фосфат. Последното може да бъде дефосфорилирано (т.е. реакцията заобикаля хексокиназната реакция) под влиянието на ензима глюкозо-6-фосфатаза:

На фиг. 89 представя "байпас" реакции в биосинтеза на глюкоза от пируват и лактат. Интересно е да се отбележи, че има тясна връзка между гликолизата, която се проявява интензивно в мускулната тъкан по време на активната му активност, и глюконеогенезата, особено характерна за чернодробната тъкан. При максимална мускулна активност в резултат на повишена гликолиза, излишъкът на млечна киселина се разпространява в кръвта. Значителна част от излишния лактат в черния дроб се превръща в глюкоза (глюконеогенеза). Образуваната в черния дроб глюкоза може да бъде използвана като енергиен субстрат, необходим за активността на мускулната тъкан. Връзката между процесите на гликолиза в мускулната тъкан и глюконеогенезата в черния дроб е показана на диаграмата.

Аеробен метаболизъм на пируват

Клетките, които са слабо снабдени с кислород, могат частично или напълно да съществуват поради енергията на гликолизата. Въпреки това, повечето тъкани получават енергия главно поради аеробни процеси (например окисление на пируват). По време на гликолизата пирувинова киселина се възстановява и превръща в млечна киселина - крайният продукт на анаеробния метаболизъм; в случай на аеробна трансформация, пирувинова киселина претърпява окислително декарбоксилиране до ацетил-СоА, която след това може да се окисли до вода и СО₂.

Окисление на пируват до ацетил-CoA (окислително декарбоксилиране на пирувинова киселина)

Окислението на пируват до ацетил СоА, катализирано от пируват дехидрогеназната система, протича в няколко етапа (Фиг. 90). В него участват три ензима (пируват дехидрогеназа, липоацетилтрансфераза, липоамид дехидрогеназа) и пет коензима (NAD, FAD, тиамин дифосфат, амид на липоева киселина и коензим А). Като цяло реакцията може да бъде написана както следва:

Пируват + NAD + HS-KoA -> Ацетил-СоА + NADH₂ + CO₂

Реакцията е придружена от значително намаляване на стандартната свободна енергия и е практически необратима.

Първият етап на окислителното декарбоксилиране на пируват се катализира от ензима пируват дехидрогеназа (Е₁); Коензимът в тази реакция е TDF. Разделя се₂, и хидроксиетил производно TDF се образува от пируват:

Във втория етап на процеса, хидроксиетил групата от комплекс Е₁ - ТНР-CHOH-CH₃ се прехвърля към амида на липоева киселина, което на свой ред се свързва с ензима липоацетилтрансфераза (Е₂). Ацетилът се свързва с редуцираната форма на амида на липоева киселина и TDF-E се освобождава.₁.

След това ацетил-липоатът (свързан с ензимния комплекс) взаимодейства с коензим А (трети етап). Реакцията се катализира от ензима липоацетаттрансфераза (Е₂). Образува се ацетил СоА, който се отделя от ензимния комплекс:

На четвъртия етап настъпва окисляването на редуцираната липоева киселина до нейната дисулфидна форма. Реакцията се катализира от ензима липоамид дехидрогеназа (Е₃), който съдържа коензим FAD, способен да намали:

И накрая, в петия етап, Е₃-FADH₂ окислен от NAD. В резултат на реакцията окислената форма Е се регенерира.₃-FAD и NADH се образуват₂:

Ацетил-СоА, образуван в процеса на окислително декарбоксилиране, претърпява допълнително окисление с образуването на СО в края₂ и Н₂А. С други думи, пълното окисление на ацетил СоА възниква в цикъла на трикарбоксилната киселина или в цикъла на Кребс. Този процес, както и окислителното декарбоксилиране на пируват, се среща в митохондриите на клетките.

Глиоксилатен цикъл

При висшите растения и микроорганизми в процеса на глюконеогенезата, глиоксилатният цикъл играе важна роля. Благодарение на този цикъл висшите растения и микроорганизми могат да преобразуват бикарбонови метаболити, а оттам и ацетил-КоА в въглехидрати. В животинските клетки не съществуват два ключови ензима на глиоксилатния цикъл: изоцитратен лиаза и малат синтаза, и следователно този цикъл не може да се проведе в тях.

Общата схема на глиоксилатния цикъл може да бъде представена, както следва:

глюконеогенезата

Глюконеогенезата е синтез на глюкоза от вещества с невъглехидратна природа, която се среща главно в черния дроб и, по-малко интензивно, в кортикалната субстанция на бъбреците и чревната лигавица.

Функцията на глюконеогенезата е да поддържа нивата на кръвната захар по време на продължително гладуване и интензивно физическо натоварване. Постоянният прием на глюкоза като енергиен източник е особено необходим за нервната тъкан и червените кръвни клетки.

Субстрати на глюконеогенезата - PVC, млечна киселина, глицерин, аминокиселини. Включването им в глюконеогенезата зависи от физиологичното състояние на организма.

Повечето от реакциите на глюконеогенезата са обратната гликолиза. Те се катализират от същите ензими като съответните реакции на гликолизата.

Три реакции на гликолиза (хексокиназа (1), фосфофруктокиназа (3), пируват (10)) са необратими и по време на глюконеогенезата други ензими работят на тези етапи.

Синтез на глюкоза от PVC.

Първият етап е образуването на фосфоенолпируват от PVC.

а) карбоксилиране на PVA под влиянието на пируват карбоксилаза с образуването на оксалоацетат в митохондриите:

Пируват карбоксилазата е митохондриален ензим, чийто алостеричен активатор е ацетил-КоА. За оксалоацетат, митохондриалната мембрана е непроницаема, затова оксалоацетатът в митохондриите се превръща в малат с участието на митохондриална NAD-зависима малат дехидрогеназа:

Малата излиза от митохондриите през митохондриалната мембрана в цитозола, където под действието на цитоплазмената NAD-зависима малат дехидрогеназа се окислява до оксалоацетат:

b) декарбоксилиране и фосфорилиране на оксалоацетат в цитозола на клетката с образуването на фосфоенолпируват; ензим - фосфоенолпируват карбоксикиназа:

Етап 2 - превръщане на фруктоза-1,6-бисфосфат в фруктоза-6-фосфат.

В резултат на обратими реакции на гликолиза, фосфоенолпируватът се превръща в фруктозо-1,6-фосфат. Това е последвано от реакция на необратима фосфолистокиназа гликолиза. Глюконеогенезата заобикаля тази реакция:

Третият етап е образуването на глюкоза от фруктоза-6-фосфат.

Фруктоза-6-фосфатът се превръща в глюкозо-6-фосфат, който се дефосфорилира (реакцията протича около хексокиназата) под влиянието на глюкозо-6-фосфатаза:

194.48.155.245 © studopedia.ru не е автор на публикуваните материали. Но предоставя възможност за безплатно ползване. Има ли нарушение на авторските права? Пишете ни Свържете се с нас.

Деактивиране на adBlock!
и обновете страницата (F5)
много необходимо