Glukoneogeneesi

Glukoneogeneesiprosessi

Mikä on glukoneogeneesi?

Se Glukoneogeneesi Se on aineenvaihduntaprosessi, jota esiintyy melkein kaikissa elävissä olennoissa, mukaan lukien kasvit, eläimet ja erityyppiset mikro -organismit. Se koostuu synteesistä tai glukoosin muodostumisesta hiiltä sisältävistä yhdisteistä, jotka eivät ole hiilihydraatteja, kuten aminohappoja, glykogeenisiä, glyserolia ja laktaattia.

Tämä on yksi anabolisen tyyppisten hiilihydraattien aineenvaihduntareiteistä. Syntetisoi tai muotoilevat glukoosimolekyylejä, jotka ovat pääasiassa maksassa ja vähemmässä määrin ihmisten ja eläinten munuaisten aivokuoressa.

Tämä anabolinen prosessi syntyy katabolisen reitin käänteisen merkityksen seurauksena, sillä sillä on erilaiset spesifiset entsyymit glykolyysin peruuttamattomissa kohdissa.

Glukoneogeneesi on tärkeä verensokeritasojen ja kudoksien lisäämiseksi hypoglykemian tapauksissa. Alsom tai tyynyjä hiilihydraattien pitoisuuden väheneminen pitkittyneessä paastossa tai muissa haitallisissa tilanteissa.

Glukoneogeneesin ominaisuudet

Glukoneogeneesiprosessin kaavio

Se on anabolinen prosessi

Glukoneogeneesi on yksi hiilihydraattien aineenvaihdunnan anabolisista prosesseista. Mekanisminsa kautta glukoosi syntetisoidaan prekursoreista tai substraateista, jotka muodostavat pienet molekyylit.

Glukoosi voidaan tuottaa proteiinin yksinkertaisista biomolekyyleistä, kuten glykogeenisistä aminohapoista ja glyserolista, mikä tarjoaa toisen triglyseridien lipolyysiä rasvakudoksessa.

Laktaatti toimii myös substraattina ja vähemmässä määrin OPAR -ketjun rasvahapot.

Tarjoaa glukoositarvikkeita

Glukoneogeneesillä on suuri merkitys eläville olennoille, etenkin ihmiskeholle. Tämä johtuu siitä, että se tarjoaa erityistapauksissa suuri glukoosin kysyntä, jota aivot vaativat (noin 120 grammaa päivässä).

Mitkä organismin osat vaativat glukoosia? Hermosto, munuaisydin, muun muassa kudokset ja solut, kuten punasolut, jotka käyttävät glukoosia ainoana tai päälähteenä energia- ja hiililähteenä.

Glukoosireservet, kuten glykogeeni, varastoidaan maksaan ja lihaksiin tuskin päivän ajan. Tämä harkitsematta ruokavalioita tai intensiivisiä harjoituksia. Tästä syystä gluconeogenesin kautta vartalo toimitetaan glukoosilla, joka on muodostettu muista prekursoreista tai ei -karbohydraattisubstraateista.

Voi palvella sinua: Mikä on bänditeoria?

Lisäksi tämä reitti puuttuu glukoosin homeostaasiin. Tämän reitin muodostuma glukoosi energian lähteen lisäksi on muiden anabolisten reaktioiden substraatti.

Esimerkki tästä on biomolekyylien biosynteesi. Niiden joukossa glukoconjugados, glykolipidit, glykoproteiinit ja aminoazúces ja muut heteropolysakkaridit.

Glukoneogeneesin vaiheet (reaktiot)

Gluconeogeneis -reitin kaavio. Lähde: Wikimedia Commons

Synteettinen reitti

Glukoneogeneesi suoritetaan solujen sytosolissa tai sytoplasmassa, lähinnä maksassa ja vähemmässä määrin munuaisten aivokuoren solujen sytoplasmassa.

Sen synteettinen reitti muodostaa suuren osan glykolyysin reaktioista (glukoosin katabolinen reitti), mutta vastakkaiseen suuntaan.

On kuitenkin tärkeää korostaa, että termodynaamisesti peruuttamattomien glykolyysin 3 reaktiota ovat glukoneogeneesissä, jota katalysoivat spesifiset entsyymit, jotka ovat erilaisia ​​kuin glykolyysiin osallistuvat, mikä mahdollistaa reaktioiden antamisen käänteisiin reaktioihin.

Erityisesti ne glykolyyttiset reaktiot, joita katalysoi heksakinaasi tai glykouchinaasi, fosfortaasi ja pyruvaattikinaasi.

Spesifisten entsyymien katalysoimien glukoneogeneesin kriittisten vaiheiden tarkistaminen, pyruvaatin muuntaminen fosfoenoliruvaatissa on välttämätöntä, se vaatii sarjan reaktioita.

Ensimmäinen tapahtuu mitokondriaalimatriisissa pyruvaatin muuntamisen oksaloosetaatissa, katalysoituna karboksylaasin pyruvaattilla.

Pahan mitokondrioiden dehydrogenaasin on puolestaan ​​niin, että oksaloasetaatti voi osallistua, Malolle on tehtävä Malo. Tämän entsyymin kuljetetaan mitokondrioilla sytosoliin, missä se muuttuu jälleen oksalooasetaatiksi pahan dehydrogenaasin avulla, jota löytyy solusytoplasmasta.

Fosfoenolpiruvate Carboxicase -toiminta

Fosfoenolypyruvaatin karboksiquinaasi (PEPCK) -entsyymin vaikutuksella oksaloasetaatti muuttuu fosfoenoliruvotoituksi. Vastaavat reaktiot on esitetty alla:

Pyruvate + co₂ + H₂O + ATP => Oksaloasetaatti + adp + p_Yllyttää + 2H⁺

Oksaloasetaatti + GTP Fosfoenoliruvate + co₂ + BKT

Kaikki nämä tapahtumat mahdollistavat pyruvaatin muuttamisen fosfoenolypyruvaatiksi ilman kinaasi -pyruvaatin interventiota, joka on spesifinen glykolyyttiselle reitille.

Fosfoenoliruvaatti muuttuu kuitenkin fruktoosi-1,6-bishofaatiksi glykolyyttisten entsyymien vaikutuksella, jotka katalysoivat näitä reaktioita palautuvasti.

Voi palvella sinua: Ensisijainen alkoholi: rakenne, ominaisuudet, nimikkeistö, esimerkit

Hedelmäentsyymivaikutus

Seuraava reaktio, joka toimittaa fosfofutokinaasin vaikutuksen glykolyyttisellä polulla. Fruktoosientsyymi-1,6-bisfosfaatti katalysoi tätä reaktiota glukoneogeenisellä reitillä, joka on hydrolyyttinen ja on tiivistelty alla:

Fruktoosi-1,6-bishosfaatti + H₂JOMPIKUMPI => Fruktoosi-6-fosfaatti + P_Yllyttää

Tämä on yksi glukoneogeneesin säätelypisteistä, koska tämä entsyymi vaatii mg²⁺ Toimintaan. Fruktoosi-6-fosfaatti kärsii isomerointireaktiosta, jonka katalysoi fosfoglukoisomeraasientsyymi, joka muuttaa sen glukoosi-6-fosfaatiksi.

Glukoosi-6-fosfataasientsyymivaikutus

Lopuksi, kolmas näistä reaktioista on glukoosi-6-fosfaatin muuntaminen glukoosiksi.

Tämä johtuu glukoosi-6-fosfataasin vaikutuksesta, joka katalysoi hydrolyysin reaktiota ja joka korvaa heksakinaasin tai glykouchinaasin peruuttamattoman vaikutuksen glukoliittisella reitillä.

Glukoosi-6-fosfaatti + H₂JOMPIKUMPI => Glukoosi + p_Yllyttää

Tämä glukoosi-6-fosfataasientsyymi on kytketty maksasolujen endoplasmiseen retikulumiin. Tarvitset myös mg kofaktoria²⁺ Käyttää katalyyttistä toimintaa.

Sen sijainti takaa maksan toiminnan glukoosisyntetisaattorina vastaamaan muiden elinten tarpeita.

Glukoneogeeniset esiasteet

Kun kehossa ei ole tarpeeksi happea, kuten lihaksissa ja punasoluissa voi tapahtua pitkittyneen harjoituksen tapauksessa, glukoosin käyminen tapahtuu; toisin sanoen glukoosi ei ole täysin hapettunut anaerobisissa olosuhteissa, ja siksi laktaatti tapahtuu.

Sama tuote voi mennä vereen ja sieltä saavuttaa maksan. Siellä hän toimii glukoneogeenisenä substraattina, koska kun hän tulee CORI -sykliin, laktaatti tulee pyruvaatiksi. Tämä transformaatio johtuu entsyymin laktaattidehydrogenaasin vaikutuksesta.

Laktaatti

Laktaatti on tärkeä ihmiskehon glukoneogeeninen substraatti ja kun glykogeenireservit ovat uupuneet, glukoosilaktaatin muuntaminen auttaa täydentämään glykogeenitavaroita lihaksissa ja maksassa.

Pyruvaatti

Toisaalta reaktioiden kautta, jotka muodostavat niin kutsutun glukoosi-alaniinisyklin, pyritään transaminointiin.

Voi palvella sinua: Secbutil: rakenne, ominaisuudet, nimikkeistö, koulutus

Tätä löytyy ylimääräisistä maksasudoksista, mikä tekee pyruvaatin muutoksesta alaniiniksi, joka muodostaa toisen tärkeät glukoneogeeniset substraatit.

Äärimmäisissä pitkittyneissä paasto -olosuhteissa tai muissa aineenvaihduntamuutoksissa proteiinikatabolismi on viimeisenä vaihtoehtona glykogeenisten aminohappojen lähde. Nämä muodostavat Krebs -syklin välittäjät ja tuottavat oksaloasetaatin.

Glyseroli ja muut

Glyseroli on ainoa, joka on tärkeä glukoneogeeninen substraatti, joka on peräisin lipidien aineenvaihdunnasta.

Se vapautuu triasyyliglyseridien hydrolyysin aikana, jotka varastoidaan rasvakudokseen. Nämä transformoituvat peräkkäisillä fosforylaatio- ja dehydrogenaatioreaktioilla fosfaatti -dihydroksiasetoniin, jotka seuraavat glukoneogeenistä reittiä glukoosin muodostamiseksi.

Toisaalta harvat rasvaketjahapot ovat glukoneogeenisiä.

Glukoneogeneesin säätely

Yksi glukoneogeneesin ensimmäisistä kontrolleista suoritetaan ruoan saannilla, jolla on matala hiilihydraattipitoisuus, mikä aiheuttaa normaalia verensokeritasoa.

Päinvastoin, jos hiilihydraattien saanti on pieni, glukoneogeneesin reitti on tärkeä organismin glukoosivaatimusten täyttämiseksi.

Glykolyysin ja glukoneogeneesin väliseen vastavuoroiseen säätelyyn liittyy muita tekijöitä: ATP -tasot. Kun korkea glykolyysi on estetty, glukoneogeneesi aktivoituu.

AMP -tasot tapahtuu päinvastainen: Jos ne ovat korkeat, glykolyysi aktivoituu, mutta glukoneogeneesi on estetty.

Reaktioissa, joita glukoneogeneesin spesifiset entsyymit katalysoivat, on tiettyjä kontrollipisteitä. Mikä? Entsymaattisten substraattien ja kofaktorien, kuten MG, pitoisuus²⁺, ja aktivaattoreiden olemassaolo, kuten fosfruceraquinaasin tapaus.

Fosfofrukerakinaasi aktivoidaan AMP: llä ja insuliinin, glukagonin ja jopa joidenkin glukokortikoidien haiman hormonien vaikutuksella.

Viitteet

1. Mathews, Holde ja Ahern. (2002). Biokemia (3. Ed.-A.  Madrid: Pearson
2. Wikibooks (2018). Biokemian/ glukoneogeneesin ja glykogeneesin periaatteet. Otettu: sisään.Wikibooks.org
3. Rajusade. (2017). Glukoneogeneesin säätely, mittaukset ja häiriöt. Otettu: ResearchGate.netto
4. Glukoneogeneesi [PDF]. Otettu: IMED.Stanford.Edu
5. Luento 3-glykolyysi ja glykonogeneesi [PDF]. Otettu: Chem.UWEC.Edu
6. Glukoneogeneesi [PDF]. Otettu: kemia.Creighton.Edu