Glukoneogenéza

Proces glukoneogenézy

Čo je glukoneogenéza?

Ten Glukoneogenéza Je to metabolický proces, ktorý sa vyskytuje u takmer všetkých živých bytostí vrátane rastlín, zvierat a rôznych druhov mikroorganizmov. Skladá sa zo syntézy alebo tvorby glukózy zo zlúčenín obsahujúcich uhlík, ktoré nie sú uhľohydráty, ako sú aminokyseliny, glykogén, glycerol a laktát.

Toto je jedna z metabolizovaných ciest uhľohydrátov anabolického typu. Syntetizuje alebo tvaruje glukózové molekuly prítomné hlavne v pečeni av menšej miere v kôre obličiek ľudí a zvierat.

Tento anabolický proces sa vytvára po inverznom zmysle katabolickej dráhy, ktorá má rôzne špecifické enzýmy v ireverzibilných bodoch glykolýzy.

Glukoneogenéza je dôležitá na zvýšenie hladín glukózy v krvi a tkanív v prípade hypoglykémie. Alsom alebo vankúše Zníženie koncentrácie uhľohydrátov v predĺženom pôste alebo iných nepriaznivých situáciách.

Vlastnosti glukoneogenézy

Schéma procesu glukoneogenézy

Je to anabolický proces

Glukoneogenéza je jedným z anabolických procesov metabolizmu uhľohydrátov. Prostredníctvom svojho mechanizmu sa glukóza syntetizuje z prekurzorov alebo substrátov, tvorených malými molekulami.

Glukóza sa môže generovať z jednoduchých biomolekúl proteínovej povahy, ako sú glykogénne aminokyseliny a glycerol, čo poskytuje druhú lipolýzu triglyceridov v tukovom tkanive.

Laktát tiež funguje ako substrát a v menšej miere mastné kyseliny OPAR Chain.

Poskytuje glukózové zásoby

Glukoneogenéza má pre živé bytosti veľký význam, najmä pre ľudské telo. Je to preto, že slúži na poskytnutie v špeciálnych prípadoch veľký dopyt po glukóze, ktorý mozog vyžaduje (približne 120 gramov denne).

Aké časti organizmu požadujú glukózu? Nervový systém, obličková dreň, medzi inými tkanivami a bunkami, ako sú červené krvinky, ktoré používajú glukózu ako jediný alebo hlavný zdroj energie a uhlíka.

Záhrady glukózy, ako je glykogén, uložené v pečeni a svaloch sotva siahajú na jeden deň. To bez zvažovania diéty alebo intenzívnych cvičení. Z tohto dôvodu je telom gluconeogenézou dodávané s glukózou vytvorenou z iných prekurzorov alebo nekarbohydrátových substrátov.

Môže vám slúžiť: Čo je teória kapely?

Táto trasa tiež zasahuje do homeostázy glukózy. Glukóza tvorená touto cestou, okrem toho, že je zdrojom energie, je substrát iných anabolických reakcií.

Príkladom je prípad biosyntézy biomolekulov. Medzi nimi Glukoconjugados, glykolipidy, glykoproteíny a aminoazú a ďalšie heteropolysacharidy.

Štádiá (reakcie) glukoneogenézy

Schéma trasy gluconeogeneis. Zdroj: Wikimedia Commons

Syntetická cesta

Glukoneogenéza sa vykonáva v cytosóle alebo v cytoplazme buniek, najmä v pečeni av menšej miere v cytoplazme buniek obličkových kôry.

Jeho syntetická cesta predstavuje veľkú časť reakcií glykolýzy (katabolická cesta glukózy), ale v opačnom smere.

Je však dôležité zdôrazniť, že 3 reakcie glykolýzy, ktoré sú termodynamicky ireverzibilné, budú v glukoneogenéze katalyzovanej špecifickými enzýmami odlišnými od tých, ktoré sa podieľajú na glykolýze, čo umožňuje reakcie, ktoré sa majú podávať v opačných reakciách.

Konkrétne, tieto glykolytické reakcie katalyzované hexoquinázou alebo glycouchinázou, fosfofructionázou a pyruvátovou kinázou.

Preskúmanie rozhodujúcich krokov glukoneogenézy katalyzovanej špecifickými enzýmami je potrebná konverzia pyruvátu vo fosfoenolpiruváte vyžaduje sériu reakcií.

Prvý sa stane v mitochondriálnej matrici s konverziou pyruvátu v oxaloocetáte, katalyzovaný karboxylázovým pyruvátom.

Na druhej strane, aby sa mohol zúčastniť oxaloacetát, musí byť vyrobený pre Malo pre zlú mitochondriálnu dehydrogenázu. Tento enzým sa transportuje mitochondriou do cytosolu, kde sa opäť transformuje na oxalooacetát zlou dehydrogenázou, ktorá sa nachádza v bunkovej cytoplazme.

Fosfoenolpiruvate akčná akcia karboxicázy

Pôsobením enzýmu fosfoenolpyruvátovej karboxiquinázy (pepck) sa oxaloacetát prevedie na fosfoenolpiruvát. Príslušné reakcie sú zhrnuté nižšie:

Pyruvát + co₂ + H₂O + ATP => Oxaloacetát + ADP + P_Jo + 2h⁺

Oxaloacetát + GTP Fosfoenolpiruvát + co₂ + HDP

Všetky tieto udalosti umožňujú transformáciu pyruvátu na fosfoenolpyruvát bez zásahu kinázového pyruvátu, ktorý je špecifický pre glykolytickú dráhu.

Fosfoenolpiruvát sa však transformuje na fruktózu-1,6-bisosfát pôsobením glykolytických enzýmov, ktoré tieto reakcie katalyzujú reverzibilne.

Môže vám slúžiť: primárny alkohol: štruktúra, vlastnosti, nomenklatúra, príklady

Enzýmová akcia

Ďalšia reakcia, ktorá dodáva pôsobenie fosfofutoquinázy na glykolytickú cestu. Fruktózový enzým-1,6-bisfosfát katalyzuje túto reakciu na glukoneogénnej trase, ktorá je hydrolytická a je zhrnutá nižšie:

Fruktóza-1,6-bisosfát + h₂Ani => Fruktóza-6-fosfát + P_Jo

Toto je jeden z regulačných bodov glukoneogenézy, pretože tento enzým vyžaduje mg²⁺ Pre vašu aktivitu. Fruktóza-6-fosfát trpí izomerizačný.

Glukóza-6-fosfatázová enzýmová činnosť

Nakoniec, treťou z týchto reakcií je premena glukózy-6-fosfátu na glukózu.

To pokračuje pôsobením glukózy-6-fosfatázy, ktorá katalyzuje reakciu hydrolýzy a ktorá nahrádza ireverzibilné pôsobenie hexoquinázy alebo glycouchinázy v glukolitickej dráhe.

Glukóza-6-fosfát + h₂Ani => Glukóza + P_Jo

Tento enzým glukózy-6-fosfatázy je spojený s endoplazmatickým retikulom pečeňových buniek. Potrebujete tiež mg kofaktor²⁺ Na cvičenie svojej katalytickej funkcie.

Jeho poloha zaručuje funkciu pečene ako syntetizátora glukózy, aby vyhovovala potrebám iných orgánov.

Gluconeogénne prekurzory

Ak v tele nie je dostatok kyslíka, ako sa môže stať vo svaloch a erytrocytoch v prípade predĺženého cvičenia, dochádza k fermentácii glukózy; To znamená, že glukóza nie je úplne oxidovaná v anaeróbnych podmienkach, a preto dochádza k laktátu.

Rovnaký produkt môže ísť do krvi a odtiaľ sa dostanete do pečene. Tam bude pôsobiť ako glukoneogénny substrát, pretože keď vstúpi do cyklu Cori, laktát sa stane pyruvátom. Táto transformácia je spôsobená pôsobením enzýmu laktátu dehydrogenázy.

Laktát

Laktát je dôležitým glukoneogénnym substrátom ľudského tela a po vyčerpaní zásob glykogénu, konverzia glukózového laktátu pomáha doplňovať sklad glykogénu vo svaloch a pečeni.

Pyruvát

Na druhej strane, prostredníctvom reakcií, ktoré tvoria takzvaný cyklus glukózy alanínu, dochádza k transaminácii pyruvátu.

Môže vám slúžiť: Secbutil: Štruktúra, charakteristika, nomenklatúra, školenie

Toto sa nachádza v extra pečeňových tkanivách, vďaka čomu je transformácia pyruvátu na alanín, čo predstavuje ďalší z dôležitých glukoneogénnych substrátov.

V extrémnych predĺžených podmienkach nalačno alebo iných metabolických zmien bude katabolizmus proteínu ako posledná možnosť zdrojom glykogénnych aminokyselín. Tieto budú tvoriť sprostredkovateľov cyklu Krebs a generovať oxaloacetát.

Glycerol a ďalší

Glycerol je jediný glukonogénny substrát dôležitosti pochádzajúci z metabolizmu lipidov.

Uvoľňuje sa počas hydrolýzy triacylglyceridov, ktoré sú uložené v tukovom tkanive. Tieto sa transformujú prostredníctvom po sebe idúcej fosforylácie a dehydrogenáciou reakcií na fosfát dihydroxyacetón, ktoré sledujú glukoneogénnu cestu za vzniku glukózy.

Na druhej strane, len málo kyselín mastných reťazcov je glukoneogénne.

Regulácia glukoneogenézy

Jedna z prvých kontrol glukoneogenézy sa vykonáva príjmom potravy s nízkym obsahom uhľohydrátov, ktoré spôsobujú normálnu hladinu glukózy v krvi.

Naopak, ak je príjem uhľohydrátov nízky, cesta glukoneogenézy bude dôležitá na splnenie požiadaviek na glukózu organizmu.

Existujú ďalšie faktory, ktoré sa podieľajú na recipročnej regulácii medzi glykolýzou a glukoneogenézou: hladiny ATP. Keď je inhibovaná vysoká glykolýza, zatiaľ čo sa aktivuje glukoneogenéza.

Opak sa stane s hladinami AMP: ak sú vysoké, aktivuje sa glykolýza, ale glukoneogenéza je inhibovaná.

Pri reakciách katalyzovaných špecifickými enzýmami v glukoneogenéze existujú určité kontrolné body. Aký? Koncentrácia enzymatických substrátov a kofaktorov, ako je MG²⁺, a existencia aktivátorov, ako je prípad fosfofruceraquinázy.

Fosfofrucerachináza je aktivovaná AMP a vplyv inzulínu, glukagónu a dokonca aj niektorých glukokortikoidných pankreatických hormónov.

Odkazy

1. Mathews, Holde a Ahern. (2002). Biochémia (3. edimatizovať.).  Madrid: Pearson
2. Wikibooks (2018). Princípy biochémie/ glukoneogenézy a glykogenézy. Prevzaté z: v.Wikibooks.orgán
3. Šatka. (2017). Regulácia glukoneogenézy, merania a poruchy. Zobraté z: ResearchGate.slepo
4. Glukoneogenéza [PDF]. Prevzaté z: Imed.Stanford.Edu
5. Prednáška 3-glykolýza a glykoneogenéza [PDF]. Prevzaté z: chem.Uwec.Edu
6. Glukoneogenéza [PDF]. Zobraté z: chémie.Creighton.Edu