Медицинское информационное агентство

Регуляция катаболизма глюкозы
Поскольку основное значение гликолиза состоит в синтезе АТФ, его ско-
рость должна коррелироваться с затратами энергии в организме.
Большинство реакций гликолиза обратимы, за исключением трех, катали-
зируемых 
гексокиназой
(или 
глюкокиназой
), 
фосфофруктокиназой
и 
пируват-
киназой
. Регуляторные факторы, изменяющие скорость гликолиза, а значит, 
и образование АТФ, направлены на необратимые реакции. Показателем потре-

---

233
Раздел 8. 
Обмен углеводов
бления АТФ является накопление АДФ и АМФ. Последний образуется в реак-
ции, катализируемой аденилаткиназой:
2АДФ 
l
АМФ + АТФ.
Даже небольшой расход АТФ ведет к заметному увеличению АМФ. 
Отношение уровня АТФ к АДФ и АМФ характеризует энергетический статус 
клетки, а его составляющие служат аллостерическими регуляторами скорости 
как общего пути катаболизма, так и гликолиза. На рис. 8.22 показана аллостери-
ческая регуляция скорости катаболизма глюкозы в скелетных мышцах.
Существенное значение для регуляции гликолиза имеет изменение актив-
ности фосфофруктокиназы, потому что этот фермент, как упоминалось ранее, 
катализирует наиболее медленную реакцию процесса.
Фосфофруктокиназа активируется АМФ, но ингибируется АТФ. АМФ, свя-
зываясь с аллостерическим центром фосфофруктокиназы, увеличивает срод-
ство фермента к фруктозо-6-фосфату и повышает скорость его фосфорилиро-
вания. Эффект АТФ на этот фермент — пример гомотропного аллостеризма, 
поскольку АТФ может взаимодействовать как с аллостерическим, так и с актив-
ным центром, в последнем случае как субстрат.
При физиологических значениях АТФ активный центр фосфофруктоки-
назы всегда насыщен субстратами (в том числе АТФ). Повышение уровня 
АТФ относительно АДФ снижает скорость реакции, поскольку АТФ в этих 
условиях действует как ингибитор: связывается с аллостерическим центром 
фермента, вызывает конформационные изменения и уменьшает сродство 
к его субстратам.
Изменение активности фосфофруктокиназы способствует регуляции 
скорости фосфорилирования глюкозы гексокиназой. Снижение активно-
сти фосфофруктокиназы при высоком уровне АТФ ведет к накоплению как 
фруктозо-6-фосфата, так и глюкозо-6-фосфата, а последний ингибирует гек-
сокиназу. Гексокиназа во многих тканях (за исключением печени и 
E
-клеток 
поджелудочной железы) ингибируется глюкозо-6-фосфатом.
При высоком уровне АТФ снижается скорость цикла лимонной кислоты 
и дыхательной цепи. В этих условиях процесс гликолиза также замедляется. 
Следует напомнить, что аллостерическая регуляция ферментов ОПК и дыха-
тельной цепи также связана с изменением концентрации таких ключевых про-
дуктов, как NADH, АТФ и некоторых метаболитов. Так, NADH, накапливаясь 
в том случае, если не успевает окислиться в дыхательной цепи, ингибирует не-
которые аллостерические ферменты цитратного цикла (см. раздел 7).
Физиологическая роль гликолиза в печени и жировой ткани несколько 
иная, чем в других тканях. В печени и жировой ткани гликолиз в период пи-
щеварения функционирует в основном как источник субстратов для синтеза 
жиров. Регуляция гликолиза в печени имеет свои особенности и будет рас-
смотрена позже.

---

234
Биологическая химия