שלבי גלוקונוגנזה (תגובות) ורגולציה

ה גלוקונאוגנזה זהו תהליך מטבולי המתרחש כמעט בכל היצורים החיים, כולל צמחים, בעלי חיים וסוגים שונים של מיקרואורגניזמים. זה מורכב סינתזה או היווצרות של גלוקוז מ פחמן המכילים תרכובות שאינן פחמימות, כגון חומצות אמינו, גליקוגן, גליצרול לקטט.

זוהי אחת הדרכים של חילוף החומרים של פחמימות כי סוג anabolic. מסנתז או יוצר מולקולות גלוקוז בעיקר בכבד, ובמידה פחותה בקורטקס של הכליות של בני אדם ובעלי חיים.

תהליך זה anabolic מתרחשת בעקבות ההופכי תחושה של מסלול גלוקוז catabolic, לאחר אנזימים ספציפיים שונים בנקודות בלתי הפיך של גליקוליזה.

Gluconeogenesis חשוב להגדיל את רמות הגלוקוז בדם ורקמות במקרים של היפוגליקמיה. זה גם כריות את הירידה בריכוז של פחמימות בצומות ממושכות או במצבים אחרים aversas.

אינדקס

• 1 מאפיינים
  • 1.1 זהו תהליך אנבוליים
  • 1.2 ספק אספקת גלוקוז
• 2 שלבים (תגובות) של גלוקונוגנזה
  • 2.1 מסלול סינתטי
  • 2.2 פעולה של carboxykinase phosphoenolpyruv האנזים
  • 2.3 פעולה של פרוקטוז האנזים 1,6-bisphosphatase
  • 2.4 פעולה של האנזים גלוקוז 6-phosphatase
• 3 מבשרי גלוקונוגנים
  • 3.1 לקטט
  • 3.2 pyrovate
  • 3.3 גליצרול ואחרים
• 4 הסדרת גלוקונוגנזה
• 5 הפניות

תכונות

זהו תהליך אנבוליים

Gluconeogenesis הוא אחד התהליכים אנבוליים של מטבוליזם של פחמימות. באמצעות המנגנון שלה, גלוקוז הוא מסונתז מבשרי או מצעים שנוצרו על ידי מולקולות קטנות.

גלוקוז יכול להיווצר מ biomolecules פשוט של אופי חלבון, כגון חומצות אמינו glucogenic וגליצרול, השני בא מן lipolysis של טריגליצרידים ברקמת השומן.

Lactate גם מתפקד כמו המצע, ובמידה פחותה, חומצות שומן שרשרת מוזר.

ספק אספקת גלוקוז

Gluconeogenesis הוא בעל חשיבות רבה עבור יצורים חיים ובמיוחד עבור גוף האדם. הסיבה לכך היא כי היא מספקת במקרים מיוחדים את הביקוש הגבוה גלוקוז כי המוח דורש (120 גרם ליום, כ).

אילו חלקים של הגוף דורשים גלוקוז? מערכת העצבים, medulla הכליות, בין רקמות תאים אחרים, כגון תאי דם אדומים, אשר משתמשים גלוקוז כמקור היחיד או העיקרי של אנרגיה ופחמן.

גלוקוז חנויות כמו גליקוגן מאוחסן בכבד ובשרירים בקושי מספיק ליום אחד. זה בלי לחשוב על דיאטות או תרגילים אינטנסיביים. מסיבה זו, באמצעות gluconeogenesis, הגוף מסופק עם גלוקוז שנוצרו מבשרי אחרים שאינם פחמימות או מצעים.

כמו כן, מסלול זה מתערב בהומיאוסטזיס של גלוקוז. גלוקוז שנוצר על ידי נתיב זה, מלבד היותו מקור אנרגיה, הוא המצע של תגובות אנבוליות אחרות.

דוגמה לכך היא המקרה של ביוסינתזה של ביומולקולות. מתוכם גלוקוקוניאוגטים, גליקוליפידים, גליקופרוטאינים ואמינוזוקרים וטרופוליסכרידים אחרים.

שלבים (תגובות) של גלוקונוגנזה

מסלול סינתטי

Gluconeogenesis מתבצעת cytosol או ציטופלסמה של תאים, בעיקר של הכבד ובמידה פחותה בציטופלסמה של התאים של קליפת הכליות..

מסלול סינתטי שלה מהווה חלק גדול מהתגובות של הגליקוליזה (מסלול גלוקוז קטבולי), אבל בכיוון ההפוך.

עם זאת, חשוב לציין כי שלוש התגובות הן מבחינת תרמודינמית הגליקוליזה גלוקונאוגנזה ההפיך להיות catalysed אנזימים ספציפיים שונים מעורבים הגליקוליזה, מה שהופך אותו תגובות אפשריות להתרחש גם בכיוון הפוך.

הם במיוחד אלה תגובות glycolytic מזוקקים על ידי אנזימים hexokinase או glucokinase, phosphofructokinase ו pyruvate קינאז.

סקירת השלבים החיוניים של גלוקינוגנזה מזוקק על ידי אנזימים ספציפיים, ההמרה של pyruvate כדי phosphoenolpyruvate דורש סדרה של תגובות.

הראשונה מתרחשת מטריקס המיטוכונדריה עם ההמרה של pyruvate כדי oxaloacetate, מזרז על ידי carboxylase pyruvate.

בתורו, עבור oxaloacetate להשתתף, הוא חייב להיות מומר על ידי malateondal malateondrial malate dehydrogenase. אנזים זה מועבר על ידי המיטוכונדריה לציטוסול, שם הוא הופך שוב oxaloacetate על ידי dehydrogenase malate למצוא ציטופלסמה התא.

הפעולה של carboxykinase phosphoenolpyruvate אנזים

דרך הפעולה של carboxykinase phosphoenolpyruvate אנזים (PEPCK) oxaloacetate מומר phosphoenolpyruvate. להלן עיקרי התגובות:

Pyrovate + CO₂ + ח₂O + ATP 49 Oxaloacetate + ADP + P_i + 2H⁺

Oxaloacetate + GTP <=> Fosfoenolpiruvato + CO₂ + תמ"ג

כל האירועים הללו מאפשרים את הפיכת pyruvate כדי phosphoenolpyruvate ללא התערבות של קינאז pyruvate, אשר ספציפי עבור מסלול glycolytic.

עם זאת, phosphoenolpyruvate הופך fructose-1,6-bisphosphate על ידי פעולה של אנזימים glycolytic כי לזרז את התגובות הללו באופן הפיך.

פעולה של פרוקטוז האנזים 1,6-bisphosphatase

התגובה הבאה משלימה את פעולת phosphofructokinase במסלול glycolytic, היא כי המתגיירים פרוקטוז 1,6-bisphosphate ב פרוקטוז 6-פוספט. האנזים פרוקטוז-1,6-ביספוספטאז מזרז תגובה זו במסלול הגלוקונוגני, שהוא הידרוליטי ומסכם להלן:

פרוקטוז - 1,6-ביספוספט + H₂הו 49 פרוקטוז 6-פוספט + P_i

זהו אחד הרגולציה של נקודות gluconeogenesis, שכן האנזים הזה דורש Mg²⁺ עבור הפעילות שלך. פרוקטוז 6-פוספט עובר תגובה איזומרזציה מזוקק על ידי האנזים phosphoglucoisomerase שהופך אותו גלוקוז -6 פוספט.

פעולה של האנזים גלוקוז 6-phosphatase

לבסוף, השלישי של תגובות אלה הוא המרה של גלוקוז -6 פוספט לתוך גלוקוז.

זה ממשיך על ידי פעולה של-phosphatase 6 גלוקוז אשר מזרז תגובה הידרוליזה החלפת hexokinase פעולה בלתי הפיכה או גלוקוקינאז במסלול glycolytic.

גלוקוז 6-פוספט + H₂הו 49 גלוקוז + P_i

אנזים זה גלוקוז 6-phosphatase מצורף reticulum endoplasmic של תאי הכבד. זה גם צריך את cofactor Mg²⁺ כדי לממש את הפונקציה הקטליטית שלה.

מיקומו מבטיח את תפקודו של הכבד כמו סינתיסייזר גלוקוז כדי לענות על הצרכים של איברים אחרים.

מבשרי גלוקונוגנים

כאשר אין מספיק חמצן בגוף, כפי שהוא יכול לקרות בשרירים ובאריתיות במקרה של תרגיל ממושך, התסיסה של הגלוקוז מתרחש; כלומר, גלוקוז אינו מתחמצן לחלוטין בתנאים אנאירוביים ולכן, חלבון מיוצר.

אותו מוצר יכול לעבור לדם ומשם אל הכבד. שם, זה יפעל כמו המצע gluconeogenic, שכן עם כניסתו למחזור קורי החלבון יהפוך pyruvate. טרנספורמציה זו נובעת מפעולתו של האנזים לקטט דיטידרוגנזה.

לקטט

לקטט היא מצע gluconeogenic חשוב של הגוף האנושי ופעם מאגרי הגליקוגן מתרוקנים, ההמרה של לקטט גלוקוז עוזרת לחדש את מאגרי הגליקוגן בשרירים ובכבד.

Pyrovate

מצד שני, באמצעות תגובות המרכיבות את מה שנקרא מחזור גלוקוז- alanine, transamination של pyruvate מתרחשת.

זה נמצא ברקמות הכבד נוספת, מה שהופך את השינוי של pyruvate אלנין, שהוא עוד אחד המצעים gluconeogenic חשוב.

בתנאים קיצוניים של צום ממושך או שינויים מטבוליים אחרים, הקטבוליזם של חלבונים יהיה מקור חומצות אמינו גלוקוגניות כאפשרות אחרונה. אלה יהוו מתווכים של מחזור קרבס וליצור oxaloacetate.

גליצרול ואחרים

גליצרול הוא המצע היחיד gluconeogenic של חשיבות הנובעת מטבוליזם השומנים.

הוא משוחרר במהלך הידרוליזה של triacylglycerides, אשר מאוחסנים ברקמת השומן. אלה הופכים על ידי תגובות עוקבות של זרחון ו dehydrogenation כדי phhyate dihydroxyacetone, אשר בצע את המסלול gluconeogenic ליצירת גלוקוז.

מצד שני, כמה מוזר חומצות שומן שרשרת gluconeogenic.

תקנה של גלוקונוגנזה

אחד הפקדים הראשונים של גלוקונוגנזה מתבצע על ידי צריכת מזונות עם תוכן נמוך של פחמימות, אשר להוביל לרמות נורמליות של גלוקוז בדם.

לעומת זאת, אם צריכת פחמימות נמוכה, התוואי של gluconeogenesis יהיה חשוב כדי לעמוד בדרישות הגלוקוז של האורגניזם..

ישנם גורמים נוספים המעורבים ברגולציה הדדית בין גליקוליזה לגלוקונאוגנזה: רמות ה- ATP. כאשר הם גבוהים, הגליקוליזה היא מעוכבת, בעוד גלוקונוגנזה מופעלת.

ההפך קורה עם רמות AMP: אם הם גבוהים, גליקוליזה מופעלת, אבל גלוקונאנזיזה היא עכורה.

בתגובות המזוקקות על ידי אנזימים ספציפיים בגלוקונוגנזה יש נקודות בקרה מסוימות. אשר ריכוז מצעים אנזימטית cofactors כגון Mg²⁺, ואת קיומה של activators כגון phosphofructokinase.

Phosphofructokinase מופעל על ידי AMP ואת ההשפעה של הורמונים הלבלב אינסולין, גלוקגון ואפילו כמה glucocorticoids.

הפניות

1. מתיוס, הולדה ואהרן. (2002). ביוכימיה (מהדורה 3). מדריד: פרסון
2. ויקיפדיה. (2018). עקרונות ביוכימיה / גלוקונוגנזה וגליקוגנזה. נלקח מ: en.wikibooks.org
3. Shashikant ריי. (דצמבר 2017). תקנה של גלוקונאוגנזה, מדידות והפרעות. נלקח מ: researchgate.net
4. גלוקונאוגנזה [PDF] נלקח מ: imed.stanford.edu
5. הרצאה 3 - גליקוליזה וגלוקונאוגנזה. [PDF] נלקח מ: chem.uwec.edu
6. גלוקונאוגנזה [PDF] נלקח מ: chemistry.creighton.edu