Glukoneogenez aşamaları (reaksiyonları) ve düzenlenmesi

glukoneogenez Bitkiler, hayvanlar ve çeşitli mikroorganizmalar dahil hemen hemen tüm canlılarda meydana gelen metabolik bir işlemdir. Amino asitler, glikojenler, gliserol ve laktat gibi karbonhidrat olmayan karbon içeren bileşiklerden glikoz sentezi veya oluşumundan oluşur.

Karbonhidratların metabolizmasının anabolik tipte olanlarından biridir. Esas olarak karaciğerde ve daha az oranda insan ve hayvanların böbreklerinin korteksinde bulunan glikoz moleküllerini sentezler veya oluşturur.

Bu anabolik işlem, geri dönüşü olmayan glikoliz noktalarında farklı spesifik enzimlere sahip olan glikoz katabolik yolunun ters algısını takiben meydana gelir..

Glukoneogenezis, hipoglisemi vakalarında kandaki ve dokulardaki glikoz seviyelerini artırmak için önemlidir. Ayrıca, uzun süren kuraklıklarda veya diğer durumlarda aversas'taki karbonhidrat konsantrasyonundaki azalmayı azaltır..

indeks

• 1 özellikleri
  • 1.1 Bu bir anabolik süreçtir
  • 1.2 Glikoz malzemeleri sağlayın
• Glukoneogenezin 2 Aşaması (reaksiyonları)
  • 2.1 Sentetik rota
  • 2.2 Fosfoenolpiruvat karbokskinaz enziminin etkisi
  • 2.3 Fruktoz-1,6-bifosftaz enziminin etkisi
  • 2.4 Glikoz-6-fosfataz enziminin etkisi
• 3 Glukoneojenik Öncüler
  • 3.1 Laktat
  • 3.2 Piruvat
  • 3.3 Gliserol ve diğerleri
• 4 Glukoneogenezin düzenlenmesi
• 5 Kaynakça

özellikleri

Bu bir anabolik süreçtir

Glukoneogenez, karbonhidrat metabolizmasının anabolik işlemlerinden biridir. Mekanizması sayesinde, glikoz küçük moleküller tarafından oluşturulan öncüllerden veya substratlardan sentezlenir.

Glikoz, protein yağı olan glikojenik amino asitler ve gliserol gibi basit proteinli biyomoleküllerden üretilebilir, ikincisi adipoz dokudaki trigliseritlerin lipolizinden gelir.

Laktat ayrıca bir substrat olarak işlev görür ve daha az oranda tek zincirli yağ asitleri içerir..

Glikoz malzemeleri sağlayın

Glukoneogenezis, canlılar ve özellikle insan vücudu için büyük öneme sahiptir. Bunun nedeni, özel durumlarda beynin ihtiyaç duyduğu glikoz talebini (günde yaklaşık 120 gram) sağlamaya hizmet etmesidir..

Vücudun hangi kısımları glikoz ister? Sinir sistemi, renal medulla, diğer doku ve hücrelerin yanı sıra, kırmızı kan hücreleri gibi, tek veya ana enerji ve karbon kaynağı olarak glukoz kullanan.

Karaciğerde depolanan glikojen ve kaslar gibi glikoz depoları bir gün için zar zor yeterlidir. Bu diyetler veya yoğun egzersizler dikkate alınmadan. Bu nedenle, glukoneogenez yoluyla, vücuda diğer karbonhidrat olmayan öncülerden veya substratlardan oluşan glikoz verilir..

Aynı şekilde, bu yol glukozun homeostazına müdahale eder. Bu yolla oluşan glikoz, bir enerji kaynağı olmasının yanı sıra, diğer anabolik reaksiyonların substratıdır..

Buna bir örnek, biyomoleküllerin biyosentezidir. Bunlar arasında glukokonjugatlar, glikolipitler, glikoproteinler ve aminoazukarlar ve diğer heteropolisakaritler.

Glukoneogenez aşamaları (reaksiyonları)

Sentetik rota

Glukoneogenez, hücrelerin sitosol veya sitoplazmasında, özellikle karaciğerden ve daha az oranda, renal korteks hücrelerinin sitoplazmasında gerçekleştirilir..

Sentetik yolu, glikoliz reaksiyonlarının büyük bir kısmını (glikoz katabolik yolu), ancak tersi yönde oluşturur..

Bununla birlikte, termodinamik olarak geri dönüşü olmayan 3 glikoliz reaksiyonunun, glikolizle ilgili olanlardan farklı spesifik enzimler tarafından katalizlenen glikoneogenezde olacağına dikkat etmek önemlidir; bu, reaksiyonların zıt yönde gerçekleşmesini mümkün kılar.

Bunlar, özellikle, heksokinaz veya glukokinaz, fosfodructokinaz ve piruvat kinaz enzimleri tarafından katalize edilen glikolitik reaksiyonlardır..

Spesifik enzimler tarafından katalize edilen glukoneogenezin kritik basamaklarını inceleyerek, piruvatın fosfoenolpiruvat'a dönüşümü bir dizi reaksiyon gerektirir..

Birincisi, piruvat karboksilaz ile katalize edilen, piruvatın oksaloasetata dönüşümü ile mitokondriyal matrikste meydana gelir..

Sırasıyla, okaloasetatın katılması için mitokondriyal malat dehidrojenaz ile malaya dönüştürülmesi gerekir. Bu enzim mitokondri tarafından hücre sitoplazmasında bulunan malat dehidrogenaz tarafından tekrar oksaloasetata dönüştürüldüğü sitosole taşınır.

Fosfoenolpiruvat karbokskinaz enziminin etkisi

Fosfoenolpiruvat karbokskinaz (PEPCK) enziminin etkisiyle oksaloasetat, fosfoenolpiruvata dönüştürülür. İlgili reaksiyonlar aşağıda özetlenmiştir:

Piruvat + CO₂ + 'H₂O + ATP => Oxaloacetate + ADP + P_ben + 2H⁺

Oxaloacetate + GTP <=> Fosfoenolpiruvato + CO₂ + GSYH

Bütün bu olaylar, glikolitik yolağa özgü piruvat kinazın müdahalesi olmadan piruvatın fosfoenolpiruvata dönüşümünü mümkün kılar.

Bununla birlikte, fosfoenolpiruvat, bu reaksiyonları tersinir şekilde katalize eden glikolitik enzimlerin etkisiyle fruktoz-1,6-bisfosfata dönüştürülür..

Fruktoz-1,6-bifosfataz enziminin etkisi

Foshofruktokinazın glikolitik yoldaki etkisinin yerini alan bir sonraki reaksiyon, fruktoz-1,6-bifosfatı fruktoz-6-fosfata dönüştüren reaksiyondur. Fruktoz-1,6-bifosfataz enzimi, bu reaksiyonu hidrolitik olan ve aşağıda özetlenen glukoneojenik yol içinde katalize eder:

Fruktoz-1,6-bifosfat + H₂Ey => Fruktoz-6-fosfat + P_ben

Bu enzim Mg gerektirdiğinden, glikoneogenezin düzenleme noktalarından biridir.²⁺ faaliyetin için. Fruktoz-6-fosfat, onu, glikoz-6-fosfata dönüştüren fosfoglukozomeraz enzimi tarafından katalizlenen bir izomerleştirme reaksiyonundan geçer..

Glikoz-6-fosfataz enziminin etkisi

Son olarak, bu reaksiyonların üçüncüsü glukoz-6-fosfatın glikoza dönüşümüdür.

Bu, bir hidroliz reaksiyonunu katalize eden ve glikolitik yoldaki heksokinaz veya glukokinazın geri dönüşümsüz etkisinin yerini alan glikoz-6-fosfataz etkisiyle ilerler.

Glikoz-6-fosfat + H₂Ey => Glikoz + P_ben

Bu enzim glukoz-6-fosfataz, karaciğer hücrelerinin endoplazmik retikulumuna bağlanır. Ayrıca Mg kofaktörüne ihtiyaç duyar.²⁺ katalitik fonksiyonunu kullanmak.

Konumu, karaciğerin diğer organların ihtiyaçlarını karşılamak için bir glikoz sentezleyici olarak işlevini garanti eder.

Glukoneojenik öncüler

Vücutta yeterli oksijen olmadığında, uzun süreli bir egzersiz durumunda kaslarda ve eritrositlerde olabileceği gibi, glukozun fermantasyonu gerçekleşir; yani, glikoz anaerobik koşullar altında tamamen okside olmaz ve bu nedenle laktat üretilir.

Bu aynı ürün kana ve oradan da karaciğere geçebilir. Orada, bir glukoneojenik substrat olarak işlev görecektir, çünkü Cori döngüsüne girdikten sonra laktat piruvat haline gelecektir. Bu dönüşüm, laktat dehidrojenaz enziminin etkisinden kaynaklanmaktadır.

laktat

Laktat, insan vücudunun önemli bir glukoneojenik substratıdır ve glikojen rezervleri tükendiğinde, laktatın glikoza dönüşmesi, glikojen deposunun kaslarda ve karaciğerde yenilenmesine yardımcı olur..

piruvat

Öte yandan, sözde glikoz-alanin döngüsünü oluşturan reaksiyonlar vasıtasıyla, piruvatın transaminasyonu meydana gelir..

Bu, ekstra karaciğer dokularında bulunur, piruvatın, önemli bir glukoneojenik substrattan başka bir alan olan alanine dönüşmesini sağlar..

Uzun süren açlık veya diğer metabolik değişikliklerin aşırı koşullarında, proteinlerin katabolizması, son seçenek olarak bir glikojenik amino asit kaynağı olacaktır. Bunlar Krebs döngüsünün aracılarını oluşturacak ve oksaloasetat üretecektir..

Gliserol ve diğerleri

Gliserol, lipid metabolizmasından kaynaklanan tek önemli glukoneojenik substrattır..

Yağ dokusunda depolanan triasilgliseritlerin hidrolizi sırasında salınır. Bunlar, glikozu oluşturmak için glukoneojenik yolu izleyen ardışık fosforilasyon ve dehidrojenasyonun dihidroksiaseton fosfata reaksiyonlarıyla dönüştürülür..

Öte yandan, çok az miktarda zincir yağ asidi glukoneojeniktir..

Glukoneogenezin düzenlenmesi

Glikoneogenezin ilk kontrollerinden biri, kanda normal glikoz seviyelerine yol açan düşük karbonhidrat içeriğine sahip yiyeceklerin alımı ile gerçekleştirilir..

Tersine, eğer karbonhidrat alımı düşükse, glikoneogenez yolu organizmanın glikoz gereksinimlerini karşılamak için önemli olacaktır..

Glikoliz ve glukoneogenezis arasındaki karşılıklı düzenlemede yer alan başka faktörler de vardır: ATP seviyeleri. Yüksek olduklarında glikoliz inhibe edilir, glukoneogenez aktive olur.

AMP seviyelerinde bunun tersi olur: eğer yükseklerse, glikoliz aktive olur, ancak glukoneogenez inhibe edilir.

Glikoneogenezde spesifik enzimler tarafından katalizlenen reaksiyonlarda belirli kontrol noktaları vardır. Ne? Mg gibi enzimatik substratların ve kofaktörlerin konsantrasyonu²⁺, ve fosfokrofruktokinaz gibi aktivatörlerin varlığı.

Fosfosfatüktokinaz AMP ve pankreas hormonlarının insülin, glukagon ve hatta bazı glukokortikoidlerin etkisi ile aktive edilir.

referanslar

1. Mathews, Holde ve Ahern. (2002). Biyokimya (3. baskı). Madrid: PEARSON
2. Vikikitap'ı. (2018). Biyokimya / Glukoneogenez ve Glikojenez İlkeleri. Alındığı kaynak: en.wikibooks.org
3. Shashikant Ray. (Aralık 2017). Glukoneogenez Yönetmeliği, Ölçümler ve Bozukluklar. Alındığı Kaynak: researchgate.net
4. Glukoneogenesis. [PDF]. Alındığı kaynak: imed.stanford.edu
5. Anlatım 3-Glikoliz ve Glukoneogenez. [PDF]. Alındığı kaynak: chem.uwec.edu
6. Glukoneogenesis. [PDF]. Alındığı kaynak: chemistry.creighton.edu