Ugrás a tartalomhoz

Szerkesztő:Adam1224/allap

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

Piruvát lehetséges metabolikus sorsai--->Glükoneogenezis

[szerkesztés]

Piruvát sorsai

[szerkesztés]

A piruvát a glikolízis végterméke. Fontos intermedier anyagcsere termék, melynek sorsa más és más, jól táplált, illetve éhgyomri állapotban.

Jól táplált állapot

[szerkesztés]
  • Aminotranszferáz(ALAT) alanint képez, amely fehérjeszintézisben kerül felhasználásra.
  • Piruvátból acetil-CoA lesz. Az acetil-CoA belép a citromsavciklusba vagy zsírsavszintézisben használódik fel.
    • PDH reakció
      • Az acetil-CoA 2 irányba haladhat, a zsírsavak ß oxidációja felé illetve a citromsavciklusba is beléphet. A multienzim komplex 3 enzimet tartalmaz:E1:piruvát-dehidrogenáz;E2:dihidrolipoil-transzacetiláz;E3:dihidrolipoil-dehidrogenáz.
      • PDH közvetlen gátlása a NADH és az acetil-CoA által történik meg.Éhgyomri állapotban az enzim gátlása megakadályozza, hogy a piruvátból acetil-CoA keletkezzen, és biztosítja, hogy szubsztrátként jelen legyen a glükoneogenezis számára. Továbbá az acetil-CoA pozitívan hat a piruvát-karboxilázra, ami támogatja a glükoneogenezis szubsztrátjaként szolgáló oxálacetát keletkezését.

Éhgyomri állapot

[szerkesztés]
  • A piruvát laktáttá redukálható-anaerob-körülmények között, például intenzív izommunka esetén. A reakciót a laktát-dehidrogenáz katalizálja. Az átalakuláshoz NADH szükséges, amelyet a glicerinaldehid-3-foszfát oxidációja során kapunk.
  • Kevés glükóz esetén  a piruvát oxálacetáttá karboxilálódik és szénvázakat szolgáltat a glükoneogenezishez.

Glükoneogenezis folyamata

[szerkesztés]

Lényege

[szerkesztés]

Glükoneogenezis során a glükóz nem szénhidrát jellegű prekurzorokból képződik pl. laktát,piruvát,glicerin és glükoplasztikus aminosavak.

A glükoneogenezis legtöbb lépését ugyan azok az enzimek katalizálják, amelyek a glikolízisben is részt vesznek. A glükoneogenezis azonban nem tekinthető a glikolízis fordítottjának, ugyanis  a glikolízisben  a három irreverzibilis azaz megfordíthatatlan reakciót katalizáló enzimek helyett  más enzimek játszanak szerepet. A glükoneogenezis éhgyomri állapotban fontos szerepet játszik a vér glükóz szintjének fenntartásában, és így az agy, a vörösvértestek, a működő izmok számára szükséges energia biztosításában.

Glükoneogenezis elsősorban a májban történik. A glükoneogenezis enzimjei a glükóz-6-foszfatáz kivételével az izmokban is jelen vannak. itt azonban nem keletkezik szabad glükóz, hanem a glükóz-6-foszfát a glikogénszintézisre használódik fel.

A glükoneogenezis részben a mitokondriumokban(piruvát-karboxiláz reakció) részben a citoszolban történik.

Fő lépései

[szerkesztés]
Oxálacetát átjutása Malát és aszpartát transzportja

Piruvát-karboxiláz reakció

  • Piruvát--->Ocálacetát
    • A piruvát-karboxiláz átalakítja a piruvátot oxálacetáttá(OAA), ami ATP-t használ fel Biotin kofaktor jelentétében.
    • Az oxálacetát(OAA) nem tud kilépni a  mitokondriumból, maláttá kell alakulnia, ami szabadon mozog a mitokondrium és a citoszol között. Az oxálacetát(OAA) maláttá redukálódik, ami a citoszolba kerül, majd visszaoxidálódik oxálacetáttá.

Foszfoenolpiruvát(PEP)-karboxikináz reakció

  • Oxálacetát--->Foszfoenolpiruvát
    • A foszfoenolpiruvát-karboxikináz(PEPCK) GTP felhasználásával dekarboxilálja az oxálacetátot, így létrehozza a Foszfoenolpiruvátot(PEP), miközben széndioxid lép ki.

Enoláz reakció

  • Foszfoenol(PEP)-piruvát--->2-foszfoglicerát
    • Víz belépésével zajlik a reakció.

Foszfoglicerát mutáz reakció

  • 2-foszfoglicerát--->3-foszfoglicerát

Foszfoglicerát-kináz reakció

  • 3-foszfoglicerát--->1,3-biszfoszfoglicerát
    • ATP felhasználásával zajlik a reakció.

Glicerinaldehid-3-foszfát-dehidrogenáz

  • 1,3-biszfoszfoglicerát--->Glicerinaldehid-3-foszfát
    • Inorganikus foszfát  és NAD+ jelentétében történik az átalakulás.

Triózfoszfát-izomeráz reakció

  • Glicerinaldehid-3-foszfát--->Dihidroxiaceton-foszfát

Aldoláz reakció

  • Glicerinaldehid-3-foszfát + Dihidroxiaceton-foszfát--->Fruktóz-1,6-biszfoszfát

Fruktóz-1,6-biszfoszfatáz reakció

  • Fruktóz-1,6-biszfoszfát--->Fruktóz-6-foszfát
    • A fruktóz-1,6-biszfoszfatáz (sebesség korlátozó enzim) defoszorilálja a fruktóz-1,6-biszfoszfátot, és fruktóz-6-foszfátot termel, ami áthidalja az irreverzibilis foszfofruktokináz-1(PFK-1) glikolítikus reakciót.

Foszfohexóz-izomeráz reakció

  • Fruktóz-6-foszfát--->Glükóz-6-foszfát

Glükóz-6-foszfatáz reakció

  • Glükóz-6-foszfát--->Glükóz
    • A defoszforiláció glükózt termel, így a 3. irreverzibilis hexokináz reakció is áthidalódik.

Szabályzás

[szerkesztés]
  • Reciprok szabályzás biztosítja, hogy vagy a glükoneogenezis vagy a glikolízis dominál.
  • Az acetil-CoA a piruvát-karboxiláz alloszterikus effektora, ami inkább a glükoneogenezis felé téríti a piruvátot,  mintsem a citromsavciklus felé.
  • Alacsony inzulin,magas glukagon arány csökkent piruvát-kináz aktivitáshoz vezet, és csökkent fruktóz-2,6-biszfoszfát szinthez. Ennek eredménye: lecsökkent glikolízis és megnövekedett glükoneogenezis.

Glükoneogenezis nettó egyenlete

[szerkesztés]

2 Piruvát +  4ATP + 2GTP + 2NADH + 2H+ + 2H2O----->Glükóz + 4ADP + 2GDP + 6Pi + 2NAD+

Glikolízis és glükoneogenezis összehasonlítása

[szerkesztés]

A glikolízis 10 reakciója közül 7 reverzibilis(kétirányú). A glükoneogenezis során  ezek a reakciók azonosak, ellenkező irányba lejátszódva. A  táblázat összefoglalja az ellentétes reakciókat katalizáló enzimeket, továbbá a (+) jel a serkentő (-) jel a gátló termékeket mutatja.

Glikolízis Glükoneogenezis
Hexokináz(glükokináz)

(-)Glükóz-6-foszfát

Glükóz-6-foszfatáz
Foszfofruktokináz-1 (PFK-1)

(+)AMP, fruktóz-2,6-biszfoszfát

(-)ATP, citrát

Fruktóz-1,6-biszfoszfatáz

(-)AMP, fruktóz-2,6-biszfoszfát

(+)citrát

Piruvát-kináz

(+)Fruktóz-1,6-biszfoszfát

(-)ATP,glukagon,alanin

Piruvát-karboxiláz(mitokondriumban)

(+)Acetil-CoA

PEP-karboxikináz(citoszólban)

Források

[szerkesztés]

Johj W. Pelley-Edward F. Goljan-BIOKÉMIA,Gyors segítség a sikeres vizsgához

Sarkadi Lívia-Biokémia mérnök szemmel

Ádám Veronika-Orvosi biokémia

PTE-ÁOK-Biokémia előadás