Gluconeogenesis

Proses Gluconeogenesis

Apakah glukoneogenesis?

The Gluconeogenesis Ini adalah proses metabolik yang berlaku di hampir semua makhluk hidup, termasuk tumbuhan, haiwan dan pelbagai jenis mikroorganisma. Ia terdiri daripada sintesis atau pembentukan glukosa dari sebatian yang mengandungi karbon yang bukan karbohidrat, seperti asid amino, glikogenik, gliserol dan laktat.

Ini adalah salah satu laluan metabolisme karbohidrat jenis anabolik. Mensintesis atau membentuk molekul glukosa yang terdapat di dalam hati dan, pada tahap yang lebih rendah, dalam korteks buah pinggang manusia dan haiwan.

Proses anabolik ini dihasilkan berikutan pengertian songsang laluan katabolik, yang mempunyai enzim tertentu yang berbeza di titik glikolisis yang tidak dapat dipulihkan.

Gluconeogenesis adalah penting untuk meningkatkan tahap dan tisu glukosa darah dalam kes -kes hipoglikemia. Alsom, atau kusyen penurunan kepekatan karbohidrat dalam puasa berpanjangan atau situasi buruk lain.

Ciri -ciri glukoneogenesis

Skim proses glukoneogenesis

Ia adalah proses anabolik

Gluconeogenesis adalah salah satu proses anabolik metabolisme karbohidrat. Melalui mekanismenya, glukosa disintesis dari prekursor atau substrat, dibentuk oleh molekul kecil.

Glukosa boleh dihasilkan daripada biomolekul mudah sifat protein, seperti asid amino glikogenik dan gliserol, yang menyediakan kedua lipolisis trigliserida dalam tisu adiposa.

Laktat juga berfungsi sebagai substrat, dan pada tahap yang lebih rendah, asid lemak rantai opar.

Menyediakan bekalan glukosa

Gluconeogenesis sangat penting bagi makhluk hidup, terutama untuk tubuh manusia. Ini kerana ia berfungsi untuk menyediakan dalam kes -kes khas permintaan yang besar untuk glukosa yang diperlukan oleh otak (kira -kira 120 gram sehari).

Apa bahagian organisma menuntut glukosa? Sistem saraf, sumsum buah pinggang, antara tisu dan sel lain, seperti sel darah merah, yang menggunakan glukosa sebagai satu -satunya atau sumber utama tenaga dan karbon.

Rizab glukosa, seperti glikogen, disimpan di hati dan otot hampir tidak dapat dicapai selama sehari. Ini tanpa mempertimbangkan diet atau latihan sengit. Atas sebab ini, melalui glukoneogenesis, badan dibekalkan dengan glukosa yang terbentuk dari prekursor lain atau substrat bukan karbohidrat.

Boleh melayani anda: Apakah teori band?

Juga, laluan ini campur tangan dalam homeostasis glukosa. Glukosa yang dibentuk oleh laluan ini, selain menjadi sumber tenaga, adalah substrat reaksi anabolik lain.

Contohnya adalah kes biomolekul biosintesis. Antaranya glucoconjugados, glikolipid, glikoprotein dan aminoazúces dan heteropolysaccharides lain.

Peringkat (tindak balas) glukoneogenesis

Skim laluan gluconeogeneis. Sumber: Wikimedia Commons

Laluan sintetik

Gluconeogenesis dijalankan dalam sitosol atau sitoplasma sel, terutamanya hati dan sedikit lebih rendah dalam sitoplasma sel korteks buah pinggang.

Laluan sintetiknya merupakan banyak tindak balas glikolisis (laluan katabolik glukosa), tetapi ke arah yang bertentangan.

Walau bagaimanapun, adalah penting untuk menyerlahkan bahawa 3 reaksi glikolisis yang termodinamik tidak dapat dipulihkan, akan berada dalam glukoneogenesis yang dikatalisis oleh enzim tertentu yang berbeza daripada yang terlibat dalam glikolisis, yang memungkinkan untuk reaksi diberikan dalam reaksi terbalik.

Khusus.

Mengkaji langkah -langkah penting glukoneogenesis yang dipangkin oleh enzim tertentu, penukaran piruvat dalam phosphoenolpiruvate diperlukan memerlukan satu siri reaksi.

Yang pertama berlaku dalam matriks mitokondria dengan penukaran piruvat dalam oxaloocetate, dipangkin oleh pyruvate karboksilase.

Sebaliknya, supaya oxaloacetate dapat mengambil bahagian, ia mesti dibuat ke Malo untuk dehidrogenase mitokondria jahat. Enzim ini diangkut oleh mitokondria ke sitosol, di mana ia berubah lagi ke oxalooacetate oleh dehidrogenase jahat yang terdapat dalam sitoplasma sel.

Tindakan Tindakan Carboxicase Fosfoenolpiruvate

Melalui tindakan enzim fosfoenolpyruvate carboxiquinase (PEPCK), oxaloacetate ditukar kepada phosphoenolpiruvate. Reaksi masing -masing diringkaskan di bawah:

Pyruvate + co₂ + H₂O + ATP => Oxaloacetate + ADP + p_Yo + 2h⁺

Oxaloacetate + GTP Phosphoenolpiruvate + Co₂ + KDNK

Semua peristiwa ini memungkinkan transformasi piruvat ke phosphoenolpyruvate tanpa campur tangan piruvat kinase, yang khusus untuk laluan glikolitik.

Walau bagaimanapun, phosphoenolpiruvate diubah menjadi fruktosa-1,6-bishosphate dengan tindakan enzim glikolitik yang memangkinkan reaksi ini secara terbalik.

Boleh melayani anda: Alkohol utama: struktur, sifat, nomenclature, contoh

Tindakan enzim Fruitase

Reaksi seterusnya yang membekalkan tindakan phosphofutoquinase pada laluan glikolitik. Enzim fruktosa-1,6-bisphosphate memangkinkan tindak balas ini pada laluan glukoneogenik, yang hidrolitik dan diringkaskan di bawah:

Fruktosa-1,6-bishosphate + h₂Sama ada => Fruktosa-6-fosfat + p_Yo

Ini adalah salah satu titik peraturan gluconeogenesis, kerana enzim ini memerlukan MG²⁺ Untuk aktiviti anda. Fruktosa-6-fosfat menderita tindak balas isomerisasi yang dipangkin oleh enzim phosphoglucoisomerase yang mengubahnya menjadi glukosa-6-fosfat.

Tindakan enzim glukosa-6-phosphatase

Akhirnya, ketiga reaksi ini adalah penukaran glukosa-6-fosfat ke dalam glukosa.

Ini diteruskan oleh tindakan glukosa-6-phosphatase yang memangkinkan tindak balas hidrolisis dan yang menggantikan tindakan hexoquinase atau glycouchinase yang tidak dapat dipulihkan dalam laluan glukolitik.

Glukosa-6-fosfat + h₂Sama ada => Glukosa + p_Yo

Enzim glukosa-6-phosphatase ini dikaitkan dengan retikulum endoplasma sel hati. Anda juga memerlukan mg cofactor²⁺ Untuk melaksanakan fungsi pemangkinnya.

Lokasinya menjamin fungsi hati sebagai synthesizer glukosa untuk memenuhi keperluan organ lain.

Prekursor glukoneogenik

Apabila tidak ada oksigen yang mencukupi di dalam badan, seperti yang boleh berlaku dalam otot dan erythrocytes dalam kes latihan yang berpanjangan, penapaian glukosa berlaku; iaitu, glukosa tidak sepenuhnya teroksida dalam keadaan anaerobik dan oleh itu, laktat berlaku.

Produk yang sama ini boleh pergi ke darah dan dari sana sampai ke hati. Di sana dia akan bertindak sebagai substrat glukoneogenik, kerana ketika dia memasuki kitaran Cori, laktat akan menjadi piruvat. Transformasi ini disebabkan oleh tindakan dehidrogenase laktat enzim.

Laktat

Laktat adalah substrat glukoneogenik penting badan manusia dan rizab glikogen yang habis, penukaran laktat glukosa membantu menambah gudang glikogen di otot dan hati.

Pyruvate

Sebaliknya, melalui reaksi yang membentuk kitaran glukosa-alanin yang dipanggil, transaminasi piruvat berlaku.

Boleh melayani anda: SecButil: Struktur, Ciri, Tatanama, Latihan

Ini ditemui dalam tisu hepatik tambahan, menjadikan transformasi piruvat menjadi alanine, yang membentuk satu lagi substrat glukoneogenik penting.

Dalam keadaan puasa yang berpanjangan yang melampau atau perubahan metabolik lain, katabolisme protein akan, sebagai pilihan terakhir, sumber asid amino glikogenik. Ini akan membentuk perantara kitaran Krebs dan menjana oxaloacetate.

Glycerol dan lain -lain

Glycerol adalah satu -satunya substrat glukoneogenik yang penting berasal dari metabolisme lipid.

Ia dikeluarkan semasa hidrolisis triacylglycerides, yang disimpan dalam tisu adipose. Ini diubah melalui tindak balas fosforilasi dan dehidrogenasi berturut -turut kepada fosfat dihydroxyacetone, yang mengikuti laluan glukoneogenik untuk membentuk glukosa.

Sebaliknya, beberapa asid rantai berlemak adalah glukoneogenik.

Peraturan Gluconeogenesis

Salah satu kawalan pertama glukoneogenesis dilakukan oleh pengambilan makanan dengan kandungan karbohidrat yang rendah, yang menyebabkan tahap glukosa darah normal.

Sebaliknya, jika pengambilan karbohidrat rendah, laluan glukoneogenesis akan menjadi penting untuk memenuhi keperluan glukosa organisma.

Terdapat faktor lain yang terlibat dalam peraturan timbal balik antara glikolisis dan glukoneogenesis: tahap ATP. Apabila glikolisis tinggi dihalang, sementara glukoneogenesis diaktifkan.

Sebaliknya berlaku dengan tahap amp: Jika mereka tinggi, glikolisis diaktifkan, tetapi glukoneogenesis dihalang.

Dalam tindak balas yang dikatalisis oleh enzim tertentu dalam glukoneogenesis terdapat titik kawalan tertentu. Yang? Kepekatan substrat enzimatik dan cofactors seperti MG²⁺, dan kewujudan pengaktif seperti kes phosphofruceraquinase.

Phosphofrucerachinase diaktifkan oleh amp dan pengaruh insulin, glukagon dan juga beberapa hormon pankreas glucocorticoid.

Rujukan

1. Mathews, Holde dan Ahern. (2002). Biokimia (ke -3. ed.).  Madrid: Pearson
2. Wikibooks (2018). Prinsip Biokimia/ Gluconeogenesis dan Glikogenesis. Diambil dari: dalam.Wikibooks.org
3. Shashikant Ray. (2017). Peraturan, pengukuran, dan gangguan glukoneogenesis. Diambil dari: Penyelidikan.jaring
4. Gluconeogenesis [PDF]. Diambil dari: IMED.Stanford.Edu
5. Kuliah 3-Glikolisis dan Glikonogenesis [PDF]. Diambil dari: chem.Uwec.Edu
6. Gluconeogenesis [PDF]. Diambil dari: Kimia.Creighton.Edu