340 likes | 651 Views
METABOLISMUS SACHARIDŮ 2. Resorpční fáze. Postresorpční fáze, hladovění. Hladina glukosy v krvi. Glykogenolýza (játra). Sacharidy z potravy. Glukoneogeneze (játra, ledviny. Glukoneogenese - syntéza glukosy de novo. Játra (ledviny) ( až 1 kg glukosy /d). Lokalizace: cytoplasma buněk.
E N D
Resorpční fáze Postresorpční fáze, hladovění Hladina glukosy v krvi Glykogenolýza (játra) Sacharidy z potravy Glukoneogeneze (játra, ledviny
Glukoneogenese - syntéza glukosy de novo Játra (ledviny) ( až 1 kg glukosy /d) Lokalizace: cytoplasma buněk Necukerné zdroje: laktát glukogenní AK glycerol Jsou využity enzymy glykolýzy, pouze 3 nevratné reakce jsou nahrazeny jinými Děj spotřebovává 4 mol ATP + 2 molGTP/mol glukosy
Nevratné reakce glykolýzy 1. Glu + ATP Glu-6-P + ADP 2. Fru-1-P + ATP Fru-1,6-bisP 3. PEP + ADP puruvát + ATP
glukosa Glukosa-6-P Fruktosa-6-P Nevratné reakce glykolýzy Fruktosa-1,6-P Glyceraldehyd-3-P Dihydroxyaceton -2-P 1,3-bis-P-glycerát 3-P-glycerát 2-P-glycerát fosfoenolpyruvát pyruvát
Přeměna pyruvátu na fosfoenolpyruvát Pyruvát + CO2 + ATP oxaloacetát + ADP + Pi Oxaloacetát + GTP fosfoenolpyruvát + GDP
Vznik fosfoenolpyruvátu schematicky fosfoenolpyruvát c oxaloacetát pyruvát laktát cytoplasma mitochondrie b pyruvát Glukogenní aminokyseliny a oxaloacetát acetylCoA malát citrát 2-oxoglutarát
1. Přeměna pyruvátu na fosfoenolpyruvát (podrobněji) a • Karboxylace pyruvátu (matrix mitochondrie) Pyruvát karboxylasa oxaloacetát Kofaktor: biotin
transport oxaloacetátu do cytoplasmy oxaloacetát NADH + H+ NAD+ malát cytoplasma b malát NAD+ mitochondrie NADH + H+ oxaloacetát
G D P C O C H - - - G T P =C - C O O O O C C H C C O O 2 2 2 O - P O 2 - O 3 • dekarboxylace oxaloacetátu v cytoplasmě c PEP karboxykinasa + + + Fosfoenolpyruvát (PEP) vstupuje do vratných reakcí glykolýzy
2. Defosforylace fruktoso-1,6-bisfosfátu + Pi Fruktoso-1,6-bisfosfatasa Allosterická inhibice AMP, aktivace ATP Inhibice fruktoso-2,6-bisfosfátem (jeho hladinu snižuje glukagon)
3. Defosforylace glukoso-6-P + Pi Glukoso-6-fosfatasa Je obsažena jen v játrech a (v ledvinách) ne ve svalu !
Energetické nároky glukoneogenese reakce ATP/glukosa pyruvát /oxaloacetát -2 oxaloacetát/fosfoenolpyruvát -2 (GTP) 3-fosfoglycerát/1,3-bisfosfoglycerát -2 6 ATP/glukosa 2 pyruvát + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 2H+ glukosa + 2NAD+ + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi
Substráty pro glukoneogenesi Glycerol vznik v adipocytech při štěpení triacylglycerolů transport krví do jater glycerol + ATP glycerol-3-P + ADP glycerol-3-P + NAD+ dihydroxyaceton-P + NADH + H+ Laktát vznik ve tkáních, transport krví do jater laktát + NAD+ pyruvát + NADH
Glukogenní aminokyseliny metabolismem poskytují pyruvát nebo meziprodukty citrátového cyklu Acetyl CoA - není přímým zdrojem zdrojem pro glukoneogenesi !!! je odbourán v CC cyklu na CO2 u živočichů nejsou mastné kyseliny přeměňovány na glukosu
Regulace glukoneogenese • Glukagon ( buňky pankreatu) • allosterická aktivace fruktoso-1,6-bisfosfatasy, inhibice fosfofruktokinasy (prostřednictvím fruktoso-2,6-bisfosfátu) • kovalentní modifikace enzymové aktivity ( cAMP stimulace fosforylace pyruvátkinasy na neaktivní formu snižuje přeměnu PEP na pyruvát)) • allosterická aktivace pyruvát karboxylasy acetyl-CoA • dostupnost substrátů
Glykogen - syntéza a odbourání Molekuly glykogenu mají hmotnost až 108, jsou uchovány v cytoplazmatických granulích
Neredukující konec C H O H -1,6-glykosidová vazba 2 O C H O H 2 O O O C H C H O H C H O H 2 2 C H O H 2 2 Neredukující konec O O O O O H O H O H O H O O O O H O H O H O H -1,4-glykosidové vazby
Syntéza glykogenu 1. Syntéza UDP-glukosy Glukoso-6-P Glukoso -1-P fosfoglukomutasa Glukoso-1-P + UTP UDP-glukosa + PPi PP i + H2O2Pi
Pro syntézy glykogenu je potřebný primer Specifický protein, pokud glykogen je zcela vyčerpán Fragment glykogenu • Iniciace - navázání glukosy na primer -1,4 glykosidovou vazbou (glykogensyntasa) • Elongace - vznik lineárních řetězců s -1,4 vazbou (glykogensynthasa) • UDP-glukosa + [glukosa]n [glukosa]n+1 + UDP
Větvení (větvící enzym) • 5-8 koncových glukosových zbytků na neredukujícím konci je přeneseno a navázáno 1,6 vazbou • G-G-G-G-G • G-G-G-G-G-G-G-G-G-G-G-G-G -G-G-G-G-G-G-G-G 1,6 vazba Další elongace glykogensyntasou na neredukujícíh koncích Další větvení větvícím enzymem
Význam větvení: • zvýšení rozpustnosti glykogenu • zvýšení počtu redukujících konců zrychlení syntézy ( a odbourání)
Odbourání glykogenu Fosforylasa štěpení 1,4 glykosidových vazeb od neredukujících konců (fosforolytické štěpení) produktem štěpení glukoso-1-P štěpení probíhá do fáze „limitního dextrinu“(obvykle 4 glukosové jednotky před -1,6 vazbou Odvětvovací enzym transferasová aktivita: přenáší 3 ze 4 zbývajících glukos na neredukující konec jiného řetězce glukosidasová aktivita: odštěpí glukosu vázanou 1,6 vazbou (uvolní se volná glukosa !)
fosforylasa: zkracování řetězců,štěpení 1,4 ) Limitní dextrin G-G-G-G-G-G-G-G G-G-G-G G-G--G-G-G-G-G-G-G-G- G-G-G-G-G-G-G-G + 7G-P G-G--G-G--G-G-G-G-G- G-G-G-G-G-G-G- • odvětvovací enzym • G • G-G-G-G-G-G-G-G-G-G-G G-G-G-G-G-G-G-G-G-G-G-G + G • G-G-G-G-G-G-G- G-G-G-G-G-G-G
Lysosomální degradace glykogenu lysosomální kyselá glukosidasa - odbourává 1,4 vazby od neredukujícího konce odbourání 1-3 % buněčného glykogenu
Regulace metabolismu glykogenu Allosterické substráty Glykogensyntáza X Fosforyláza cAMP, Ca2+ Hormonální kontrola
Odbourání glykogenu - glykogenfosforylasa 4 ATP 4ADP Fosforylasa kinasa Fosforylasa b (nefosforylovaná forma -málo aktivní) Fosforylasa a (fosforylovaná forma -aktivní) proteinfosfatasa 4Pi 4 H2O Fosforylasa v játrech a svalu se liší
JÁTRA - aktivace fosforylasy Adrenalin 1 Ca2+ Glukagon cAMP AMP, Pi cAMP dependentrní proteinkinasa Ca2+-calmodulin Fosforylasakinasa Calmodulin dependentní fosforylasakinasa Alosterická aktivace fosforylasy b Fosforylasa b X Proteinfosfatasa inaktivní Fosforylasa a Glukagon cAMP Glukosa-allosterická inhibice
SVAL adrenalin cAMP AMP, Pi allostericky Ca2+ cAMP dependentrní proteinkinasa Fosforylasakinasa Fosforylace fosforylasy b Aktivace fosforylasy b Fosforylasa a
Syntéza glykogenu glykogensynthasa 4ADP 4 ATP Glykogensynthasa a (defosforylovaná - aktivní) Glykogensynthasa b (fosforylovaná - inaktivní) 4Pi 4 H2O
Regulace syntézy glykogenu Glukagon cAMP Ca2+-calmodulin cAMP dependentní proteinkinasa Ca-calmodulin dependentní proteinkinasa Glykogensyntáza a Glukosa-6-P allostericky ATP insulin ADP fosfoproteinfosfatasa Glykogensyntáza b (neaktivní) cAMP
Glykogenózy - poruchy v ukládání glykogenu Příklady glykogenóz