Glukoneogenesstadier (reaktioner) och reglering



den glukoneogenes Det är en metabolisk process som inträffar i nästan alla levande varelser, inklusive växter, djur och olika typer av mikroorganismer. Det består av syntes eller bildning av glukos från kolhaltiga föreningar som inte är kolhydrater, såsom aminosyror, glykogener, glycerol och laktat.

Det är ett av sätten att kolhydraterna metaboliserar den av den anabola typen. Syntetiserar eller bildar glukosmolekyler som huvudsakligen finns i levern och, i mindre utsträckning i cortex hos njurarna hos människor och djur.

Denna anabola process inträffar efter den inverse känslan av glukoskatabola vägen, med olika specifika enzymer i de irreversibla punkterna av glykolys.

Glukoneogenes är viktigt för att öka glukosnivåerna i blod och vävnader vid hypoglykemi. Det dämpar också minskningen av kolhydratkoncentrationen i långvarig fastsättning eller i andra situationer aversas.

index

  • 1 Egenskaper
    • 1.1 Det är en anabole process
    • 1.2 Ge glukostillförsel
  • 2 steg (reaktioner) av glukoneogenes
    • 2.1 Syntetisk väg
    • 2.2 Effekt av enzymet fosfoenolpyruvat-karboxykinas
    • 2.3 Effekt av enzymet fruktos-1,6-bisfosfatas
    • 2.4 Åtgärder av glukos-6-fosfatasenzymet
  • 3 glukoneogena prekursorer
    • 3,1 laktat
    • 3,2 pyruvat
    • 3.3 Glycerol och andra
  • 4 Reglering av glukoneogenes
  • 5 referenser

särdrag

Det är en anabole process

Glukoneogenes är en av de anabola processerna av kolhydratmetabolism. Genom sin mekanism syntetiseras glukos från prekursorer eller substrat bildade av små molekyler.

Glukos kan genereras från enkla biomolekyler av protein natur, såsom glukogena aminosyror och glycerol, den andra kommer från lipolys av triglycerider i fettvävnad.

Laktat fungerar också som ett substrat och i mindre utsträckning udda kedjiga fettsyror.

Ge glukosleveranser

Glukoneogenes är av stor betydelse för levande varelser och speciellt för människokroppen. Detta beror på att det tjänar till att i speciella fall ge den höga efterfrågan på glukos som hjärnan kräver (120 gram per dag, ungefär).

Vilka delar av kroppen kräver glukos? Nervsystemet, njurmedulan, bland annat vävnader och celler, såsom röda blodkroppar, som använder glukos som den enda eller huvudkällan för energi och kol.

Glukosbutiker som glykogen lagrad i levern och musklerna är knappt nog för en dag. Detta utan att överväga dieter eller intensiva övningar. Av denna anledning, genom glukoneogenes, tillföres kroppen glukos bildad från andra icke-kolhydratprekursorer eller substrat.

På samma sätt ingriper denna väg i glukos homeostas. Den glukos som bildas av denna väg, förutom att vara en energikälla, är substratet för andra anabola reaktioner.

Ett exempel på detta är fallet med biosyntes av biomolekyler. Bland dem är glukokonjugat, glykolipider, glykoproteiner och aminoazucar och andra heteropolysackarider.

Stages (reaktioner) av glukoneogenes

Syntetisk väg

Glukoneogenes utförs i cytosol eller cytoplasma av celler, huvudsakligen av levern och i mindre utsträckning i cytoplasman hos cellerna i renal cortex..

Dess syntetiska väg utgör en stor del av reaktionerna av glykolys (glukos katabolisk väg), men i motsatt riktning.

Det är dock viktigt att notera att de tre reaktionerna är termodynamiskt glykolysen irreversibla glukoneogenes katalyseras olika specifika enzymer involverade i glykolysen, vilket gör det möjligt reaktioner sker i omvänd.

De är specifikt de glykolytiska reaktionerna som katalyseras av enzymerna hexokinas eller glukokinas, fosfofructokinas och pyruvatkinas.

Genom att granska de viktiga stegen av glukoneogenes katalyserad av specifika enzymer kräver omvandlingen av pyruvat till fosfoenolpyruvat en serie reaktioner.

Den första uppträder i mitokondriematrisen med omvandlingen av pyruvat till oxaloacetat, katalyserad av pyruvatkarboxylas.

För att oxaloacetatet ska kunna delta måste det omvandlas till malat av mitokondriellt malatdehydrogenas. Detta enzym transporteras av mitokondrier till cytosolen, där det omvandlas igen till oxaloacetat genom malatdehydrogenas som finns i cellcytoplasman.

Aktivitet av enzymet fosfoenolpyruvat-karboxykinas

Genom effekten av enzymet fosfonolpyruvat-karboxykinas (PEPCK) omvandlas oxaloacetatet till fosfoenolpyruvat. De respektive reaktionerna sammanfattas nedan:

Pyruvat + CO2 + H2O + ATP => Oxaloacetat + ADP + Pjag + 2H+

Oxaloacetat + GTP <=> Fosfoenolpiruvato + CO2 + BNP

Alla dessa händelser möjliggör omvandlingen av pyruvat till fosfoenolpyruvat utan ingripande av pyruvatkinas, vilket är specifikt för glykolytisk vägen.

Fosforolpyruvat transformeras emellertid till fruktos-1,6-bisfosfat genom verkan av glykolytiska enzymer som katalyserar dessa reaktioner på ett reversibelt sätt.

Åtgärd av enzymet fruktos-1,6-bisfosfatas

Följande reaktion kompletterar verkan av fosfofruktokinas i den glykolytiska vägen, är att omvända fruktos 1,6-bisfosfat i fruktos 6-fosfat. Enzymet fruktos-1,6-bisfosfatas katalyserar denna reaktion i den glukoneogena vägen, vilken är hydrolytisk och sammanfattas nedan:

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

Detta är en av reguleringspunkterna för glukoneogenes, eftersom detta enzym kräver Mg2+ för din verksamhet. Fructos-6-fosfat genomgår en isomeriseringsreaktion katalyserad av enzymet fosfoglucoisomeras som omvandlar det till glukos-6-fosfat.

Åtgärd av glukos-6-fosfatasenzymet

Slutligen är den tredje av dessa reaktioner omvandling av glukos-6-fosfat till glukos.

Detta fortskrider genom verkan av glukos 6-fosfatas, som katalyserar en hydrolysreaktion och ersätta den irreversibla åtgärden hexokinas eller glukokinas i den glykolytiska vägen.

Glukos-6-fosfat + H2O => Glukos + Pjag

Detta enzym glukos-6-fosfatas är fäst vid endoplasmatisk retikulum av leverceller. Det behöver också Mg cofactor2+ att utöva sin katalytiska funktion.

Dess placering garanterar leverns funktion som en glukossyntetiserare för att tillgodose behoven hos andra organ.

Glukoneogena prekursorer

När det inte finns tillräckligt med syre i kroppen, som det kan hända i musklerna och erytrocyterna vid en långvarig övning sker fermenteringen av glukosen; det vill säga glukos inte oxideras fullständigt under anaeroba förhållanden och därför produceras laktat.

Samma produkt kan passera in i blodet och därifrån till levern. Där kommer det att fungera som ett glukoneogent substrat, eftersom laktatet kommer att omvandlas till pyruvat när man kommer in i Cori-cykeln. Denna omvandling beror på effekten av enzymet laktatdehydrogenas.

laktat

Laktat är en viktig glukoneogen substrat av den mänskliga kroppen och när glykogendepåer är uttömda, omvandlingen av glukos laktat hjälper fylla på glykogen butiker i musklerna och levern.

pyruvat

Å andra sidan, genom reaktioner som utgör den så kallade glukosalanincykeln sker transaminering av pyruvat.

Detta återfinns i extra hepatiska vävnader, vilket gör omvandlingen av pyruvat till alanin, vilket är ett annat av de viktiga glukoneogena substraten.

Under extrema förhållanden av långvarig fastande eller andra metaboliska förändringar kommer katabolismen av proteiner att vara en källa till glukogena aminosyror som ett sista alternativ. Dessa kommer att bilda intermediärer i Krebs-cykeln och generera oxaloacetat.

Glycerol och andra

Glycerol är det enda glukoneogena substrat av betydelse som härrör från lipidmetabolism.

Det frisätts under hydrolysen av triacylglycerider, som lagras i fettvävnad. Dessa transformeras genom konsekutiva reaktioner av fosforylering och dehydrogenering till dihydroxiacetonfosfat, vilka följer den glukoneogena vägen för att bilda glukos.

Å andra sidan är få udda kedjiga fettsyror glukoneogena.

Reglering av glukoneogenes

En av de första kontrollerna av glukoneogenes utförs genom intag av livsmedel med lågt innehåll av kolhydrater, vilket leder till normala nivåer av glukos i blodet.

Omvänt, om kolhydratintaget är lågt, kommer glukoneogenesens väg att vara viktigt för att uppfylla organismernas glukosbehov..

Det finns andra faktorer som är inblandade i den ömsesidiga reglering mellan glykolys och glukoneogenes: ATP-nivåer. När de är höga hämmas glykolys, medan glukoneogenesen aktiveras.

Det motsatta händer med AMP-nivåer: om de är höga aktiveras glykolys, men glukoneogenes inhiberas.

I reaktionerna som katalyseras av specifika enzymer i glukoneogenes finns vissa kontrollpunkter. Vad? Koncentrationen av enzymatiska substrat och kofaktorer, såsom Mg2+, och förekomsten av aktivatorer såsom fosfofructokinas.

Fosfofructokinas aktiveras av AMP och påverkan av pankreas hormoner insulin, glukagon och även vissa glukokortikoider.

referenser

  1. Mathews, Holde och Ahern. (2002). Biochemistry (3: e upplagan). Madrid: PEARSON
  2. Books. (2018). Principer för biokemi / glukoneogenes och glykogenes. Hämtad från: en.wikibooks.org
  3. Shashikant Ray. (December 2017). Glukoneogenesförordning, mätningar och störningar. Hämtad från: researchgate.net
  4. Glukoneogenes. [PDF]. Hämtad från: imed.stanford.edu
  5. Föreläsning 3-glykolys och glukoneogenes. [PDF]. Hämtad från: chem.uwec.edu
  6. Glukoneogenes. [PDF]. Hämtad från: chemistry.creighton.edu