Gluconeogenese

Gluconeogenese proces

Wat is gluconeogenese?

De Gluconeogenese Het is een metabolisch proces dat optreedt in bijna alle levende wezens, inclusief planten, dieren en verschillende soorten micro -organismen. Het bestaat uit synthese of glucosevorming uit verbindingen die koolstof bevatten die geen koolhydraten zijn, zoals aminozuren, glycogenica, glycerol en lactaat.

Dit is een van de metabolismepaden van de koolhydraten van het anabolische type. Synthetiseert of vorm glucosemoleculen voornamelijk aanwezig in de lever en, in mindere mate, in de cortex van de nieren van mensen en dieren.

Dit anabole proces wordt geproduceerd volgens de omgekeerde betekenis van de katabole route, met verschillende specifieke enzymen in de onomkeerbare punten van glycolyse.

Gluconeogenese is belangrijk om de bloedglucosewaarden en weefsels te verhogen in gevallen van hypoglykemie. Alsom, of dempt de afname van de concentratie van koolhydraten in langdurig vasten of andere ongunstige situaties.

Kenmerken van gluconeogenese

Schema van het gluconeogenese -proces

Het is een anabolisch proces

Gluconeogenese is een van de anabole processen van koolhydraatmetabolisme. Door zijn mechanisme wordt glucose gesynthetiseerd uit voorlopers of substraten, gevormd door kleine moleculen.

Glucose kan worden gegenereerd uit eenvoudige biomoleculen van een eiwit aard, zoals glycogene aminozuren en glycerol, waardoor de tweede van de lipolyse van triglyceriden in het vetweefsel wordt.

Lactate werkt ook als een substraat en in mindere mate de vetzuren van de opar -keten.

Biedt glucosevoorraden

Gluconeogenese is van groot belang voor levende wezens, vooral voor het menselijk lichaam. Dit komt omdat het dient om in speciale gevallen de grote vraag naar glucose te bieden die de hersenen nodig hebben (ongeveer 120 gram per dag).

Welke delen van het organisme vragen glucose? Het zenuwstelsel, het niermerg, naast andere weefsels en cellen, zoals rode bloedcellen, die glucose gebruiken als de enige of belangrijkste bron van energie en koolstof.

Glucose -reserves, zoals glycogeen, opgeslagen in de lever en spieren reiken nauwelijks een dag door. Dit zonder diëten of intense oefeningen te overwegen. Om deze reden wordt het lichaam door gluconeogenese geleverd met glucose gevormd uit andere voorlopers of niet -carbohydraatsubstraten.

Kan je van dienst zijn: wat is bandtheorie?

Ook grijpt deze route in in glucose homeostase. De glucose gevormd door deze route, naast het zijn van een bron van energie, is het substraat van andere anabole reacties.

Een voorbeeld hiervan is het geval van biomoleculen biosynthese. Onder hen de glucoconjugados, de glycolipiden, de glycoproteïnen en de aminoazúces en andere heteropolysachariden.

Stadia (reacties) van gluconeogenese

Schema van de route van gluconeogeneis. Bron: Wikimedia Commons

Synthetische route

Gluconeogenese wordt uitgevoerd in het cytosol of cytoplasma van de cellen, voornamelijk de lever en in mindere mate in het cytoplasma van de niercortexcellen.

De synthetische route vormt veel van de reacties van glycolyse (katabole route van glucose), maar in de tegenovergestelde richting.

Het is echter belangrijk om te benadrukken dat de 3 reacties van glycolyse die thermodynamisch onomkeerbaar zijn, in gluconeogenese zullen worden gekatalyseerd door specifieke enzymen die verschillen van die betrokken zijn bij glycolyse, waardoor reacties kunnen worden gegeven in omgekeerde reacties.

Specifiek, die glycolytische reacties gekatalyseerd door hexoquinase of glycouchinase, fosfofructionase en pyruvaatkinase.

Het beoordelen van de cruciale stappen van gluconeogenese gekatalyseerd door specifieke enzymen, de conversie van pyruvaat in fosfoenolpiruvaat is noodzakelijk vereist een reeks reacties.

De eerste gebeurt in de mitochondriale matrix met de omzetting van pyruvaat in oxaloocetaat, gekatalyseerd door carboxylase pyruvaat.

Op zijn beurt, zodat oxaloacetaat kan deelnemen, moet het aan Malo worden gemaakt voor het kwaadaardige mitochondriale dehydrogenase. Dit enzym wordt getransporteerd door de mitochondria naar de cytosol, waar het opnieuw wordt getransformeerd naar oxalooacetaat door het kwaadaardige dehydrogenase dat wordt gevonden in het celcytoplasma.

Fosfoenolpiruvate carboxicase Action Action

Door de werking van het fosposolpyruvaatcarboxiquinase (PEPCK) enzym wordt oxaloacetaat omgezet in fosfoenolpiruvaat. De respectieve reacties zijn hieronder samengevat:

Pyruvate + Co₂ + H₂O + ATP => Oxaloacetaat + ADP + P_Je + 2h⁺

Oxaloacetaat + GTP Phosphoenolpiruvate + Co₂ + BBP

Al deze gebeurtenissen maken de transformatie van pyruvaat naar fosfoenolpyruvaat mogelijk zonder de interventie van het kinasepyruvaat, dat specifiek is voor het glycolytische route.

Fosfoenolpiruvaat wordt echter getransformeerd in fructose-1,6-bishosfaat door de werking van glycolytische enzymen die deze reacties omkeerbaar katalyseren.

Kan u van dienst zijn: primaire alcohol: structuur, eigenschappen, nomenclatuur, voorbeelden

Fruitase -enzymactie

De volgende reactie die de werking van fosfofutoquinase op het glycolytische pad levert. Het fructose-enzym-1,6-bisfosfaat katalyseert deze reactie op de gluconeogene route, die hydrolytisch is en hieronder wordt samengevat:

Fructose-1,6-bishosfaat + h₂OF => Fructose-6-fosfaat + p_Je

Dit is een van de regulatiepunten van gluconeogenese, omdat dit enzym mg vereist²⁺ Voor uw activiteit. Het fructose-6-fosfaat lijdt aan een isomerisatiereactie gekatalyseerd door het fosfoglucoisomerase-enzym dat het transformeert in glucose-6-fosfaat.

Glucose-6-fosfatase-enzymwerking

Ten slotte is de derde van deze reacties de omzetting van glucose-6-fosfaat in glucose.

Dit verloopt door de werking van glucose-6-fosfatase die een reactie van hydrolyse katalyseert en die de onomkeerbare werking van hexoquinase of glycouchinase in het glucolitische route vervangt.

Glucose-6-fosfaat + H₂OF => Glucose + P_Je

Dit glucose-6-fosfatase-enzym is gekoppeld aan het endoplasmatische reticulum van levercellen. Je hebt ook MG -cofactor nodig²⁺ Om zijn katalytische functie uit te oefenen.

De locatie garandeert de functie van de lever als een glucosesynthesizer om aan de behoeften van andere organen te voldoen.

Gluconeogene voorlopers

Wanneer er niet genoeg zuurstof in het lichaam is, zoals kan gebeuren in de spieren en erytrocyten in het geval van langdurige inspanning, treedt glucosefermentatie op; dat wil zeggen, glucose is niet volledig geoxideerd in anaërobe omstandigheden en daarom treedt lactaat voor.

Ditzelfde product kan naar het bloed gaan en vanaf daar de lever bereiken. Daar zal hij fungeren als een gluconeogeen substraat, omdat wanneer hij de Cori -cyclus binnengaat, lactaat pyruvaat wordt. Deze transformatie is te wijten aan de werking van het enzymlactaatdehydrogenase.

Melk geven

Lactaat is een belangrijk gluconeogeen substraat van het menselijk lichaam en zodra glycogeenreserves zijn uitgeput, helpt de omzetting van glucoselactaat om glycogeen magazijn in de spieren en lever aan te vullen.

Pyruvaat

Aan de andere kant, door reacties die de zogenaamde glucose-alaninecyclus vormen, treedt pyruvaattransaminatie op.

Kan u van dienst zijn: secbutil: structuur, kenmerken, nomenclatuur, training

Dit wordt gevonden in extra leverweefsels, waardoor de transformatie van pyruvaat in alanine is, die een andere van de belangrijke gluconeogene substraten vormt.

In extreme langdurige vastenomstandigheden of andere metabole veranderingen zal eiwitkatabolisme als laatste optie een bron van glycogene aminozuren zijn. Deze vormen tussenpersonen van de Krebs -cyclus en genereren oxaloacetaat.

Glycerol en anderen

Glycerol is het enige gluconeogene substraat van belang afkomstig van lipidemetabolisme.

Het komt vrij tijdens de hydrolyse van de triacylglyceriden, die worden opgeslagen in het vetweefsel. Deze worden getransformeerd door opeenvolgende fosforylering en dehydrogenatiereacties op fosfaatdihydroxyaceton, die de gluconeogene route volgen om glucose te vormen.

Aan de andere kant zijn weinig vette kettingzuren gluconeogeen.

Gluconeogenese -regulatie

Een van de eerste controles van gluconeogenese wordt uitgevoerd door een inname van voedsel met een laag koolhydraatgehalte, die normale bloedglucosewaarden veroorzaken.

Integendeel, als de inname van koolhydraat laag is, zal de route van gluconeogenese belangrijk zijn om te voldoen aan de glucosevereisten van het organisme.

Er zijn andere factoren betrokken bij wederzijdse regulatie tussen glycolyse en gluconeogenese: ATP -niveaus. Wanneer hoge glycolyse wordt geremd, terwijl gluconeogenese wordt geactiveerd.

Het tegenovergestelde gebeurt met AMP -niveaus: als ze hoog zijn, wordt glycolyse geactiveerd, maar gluconeogenese wordt geremd.

In reacties gekatalyseerd door specifieke enzymen in gluconeogenese zijn er bepaalde controlepunten. Welke? De concentratie van enzymatische substraten en cofactoren zoals Mg²⁺, en het bestaan ​​van activatoren zoals het geval van fosfofruceraquinase.

Fosfofrucerachinase wordt geactiveerd door de AMP en de invloed van insuline, glucagon en zelfs enkele glucocorticoïde pancreashormonen.

Referenties

1. Mathews, Holde en Ahern. (2002). Biochemie (3e. ED.)).  Madrid: Pearson
2. Wikibooks (2018). Principes van biochemie/ gluconeogenese en glycogenese. Genomen van: in.Wikibooks.borg
3. Shashikant Ray. (2017). Gluconeogenese -regulatie, metingen en aandoeningen. Uitgebracht van: ResearchGate.netto
4. Gluconeogenese [PDF]. Genomen uit: imed.Stanford.Edu
5. Lezing 3-glycolyse en glyconeogenese [PDF]. Genomen uit: chem.Uwec.Edu
6. Gluconeogenese [PDF]. Genomen van: chemie.Creighton.Edu