Mavzu: Glyukoneogenez Kirish Asosiy qisim

Mavzu: Glyukoneogenez
Kirish

Asosiy qisim

1. 
   Glyukoneogenez haqida tushuncha
   
2. 
   Glyukoneogenezning aylanib o'tish reaktsiyalari
   
3. 
   Glyukozaning boshqa prekursorlari
   
4. 
   Glyukoneogenezning regulyatsiyasi
   
5. 
   Klinik ahamiyati
   
6. 
   
   

Xulosa

Foydalanilgan adabiyotlar

Kirish
Glyukoneogenez - bu uglevod bo'lmagan birikmalardan (odatda piruvat) glyukoza hosil bo'lishiga olib keladigan metabolik yo'l. Glikogenoliz bilan bir qatorda, bu kun qondagi glyukoza miqdorini saqlab turadi, bu ko'plab to'qimalar va organlarning, birinchi navbatda asab to'qimalari va eritrotsitlarning ishlashi uchun zarurdir. U past glikogen sharoitida, masalan, uzoq muddatli ro'za yoki mashaqqatli mashqlarda glyukozaning muhim manbai bo'lib xizmat qiladi.

Glyukoneogenez - Kori siklining ajralmas qismidir (laktatning mushaklardan jigarga o'tishi biokimyoviy fermentativ jarayonlar to'plami va glyukoneogenez fermentlari tomonidan katalizlangan laktatdan glyukoza keyingi sintezi), bundan tashqari, bu jarayon piruvatni konvertatsiya qilishda ishlatilishi mumkin. alanin va serin aminokislotalarini zararsizlantirish jarayonida hosil bo'ladi.

Glyukoneogenez hayvonlar, o'simliklar, zamburug'lar va mikroorganizmlarda uchraydi. Uning javoblari barcha to'qimalar va turlar uchun bir xil. Laktat, piruvat, glitserol va ba'zi aminokislotalar kabi uch uglerodli birikmalar hayvonlarda glyukozaning muhim kashshoflari hisoblanadi. Sutemizuvchilarda glyukoneogenez asosan jigarda, ozroq darajada buyrak korteksida va ingichka ichakni qoplagan epiteliya hujayralarida uchraydi. Glyukoneogenez paytida hosil bo'lgan glyukoza qonga tarqalib, u erdan boshqa to'qimalarga etkaziladi.

Kuchli jismoniy ishdan so'ng skelet mushaklarida anaerob glikoliz natijasida hosil bo'lgan laktat jigarga qaytadi va u erda glyukozaga aylanadi, u mushaklarga qaytariladi yoki glikogenga aylanadi (bu tsikl Qizamiq sikli deb nomlanadi). O'simlik ko'chatlarida urug'da saqlanadigan yog'lar va oqsillar, shu jumladan glyukoneogenez orqali rivojlanayotgan o'simlik bo'ylab tashiladigan disaxarid saxarozaga aylanadi. Glyukoza va uning hosilalari o'simlik hujayralari devori, nukleotidlar, koenzimlar va boshqa ko'plab hayotiy metabolitlarning sintezi uchun xizmat qiladi. Ko'pgina mikroorganizmlarda glyukoneogenez ozuqa muhitida mavjud bo'lgan atsetat, laktat va propionat kabi ikki yoki uchta uglerod atomlarini o'z ichiga olgan oddiy organik birikmalar bilan boshlanadi.

Glyukoneogenezning javoblari barcha organizmlarda bir xil bo'lishiga qaramay, qo'shni metabolik yo'llar va glyukoneogenez uchun tartibga solish yo'llari har xil turlarda va har xil to'qimalarda farq qiladi. Keling, sutemizuvchilarning glyukoneogenez xususiyatlarini batafsil ko'rib chiqaylik.

1 Glyukoneogenez haqida tushuncha
Glyukoneogenez - uglevodsiz oziq-ovqat mahsulotlaridan glyukoza sintezi. Ushbu mahsulotlar yoki metabolitlar asosan sut va pirouzum kislotalar, ya'ni glikogen aminokislotalar, glitserol va boshqa bir qator birikmalardir. Boshqacha qilib aytganda, glyukoneogenezdagi glyukozaning kashshoflari piruvat yoki katabolizm paytida piruvatga yoki trikarboksilik kislota tsiklining oraliq mahsulotlaridan biriga aylanadigan har qanday birikma bo'lishi mumkin.

Glyukoneogenez va glikoliz bir-biriga qarama-qarshi yo'nalishda davom etadigan bir xil jarayonlar emas, lekin har ikkala jarayon uchun ham bir necha bosqichlar keng tarqalgan: glyukoneogenezning 10 ta fermentativ reaktsiyasidan 7 tasi glikolizning mos keladigan reaktsiyalariga teskari. Ammo 3 glikoliz reaktsiyasi qaytarilmas va ularni glyukoneogenezda ishlatib bo'lmaydi: geksokinaza fermenti ta'sirida glyukozadan glyukoza-6-fosfat hosil bo'lishi, fruktoza-6-fosfatning fruktoza-1,6-bifosfat bilan fosfofrutokinaza ta'sirida fosforlanishi -1, shuningdek, piruvat kinaz ta'sirida fosfoenolpiruvatning piruvatga aylanishi.

Glyukoneogenezda glikolizning uch qaytarilmas bosqichi boshqa fermentlar tomonidan katalizlangan "bypass" reaktsiyalari bilan almashtiriladi va bu reaktsiyalar ham qaytarilmasdir. Shunday qilib, hujayralarda glikoliz ham, glyukoneogenez ham qaytarilmas jarayonlardir. Hayvonlarda glikoliz glyukoneogenez reaktsiyalarining aksariyati singari faqat sitosolda uchraydi, garchi uning ba'zi reaktsiyalari mitoxondriya va endoplazmatik retikulumda sodir bo'ladi. Bu ularni muvofiqlashtirilgan va o'zaro tartibga solishga imkon beradi. Glikoliz va glyukoneogenez o'rtasidagi farq qiluvchi tartibga solish mexanizmlari har bir jarayonga xos bo'lgan fermentativ reaktsiyalarga ta'sir qiladi.

Glikolizning asosiy bosqichlari:

2 Glyukoneogenezning aylanib o'tish reaktsiyalari

Piruvatdan fosfoenolpiruvatning hosil qilinadi. Fosfoenolpiruvatning sintezi bir necha bosqichda amalga oshiriladi. Dastlab, piruvat, piruvat karboksilaza ta'sirida va CO2 va ATP ishtirokida karboksillanib oksaloatsetat hosil qiladi:


Keyin oksaloatsetat, dekarboksillanish va fosfoenolpiruvat karboksilaza fermenti ta'sirida fosforillanish natijasida fosfoenolpiruvatga aylanadi. Reaktsiyadagi fosfat qoldig'ining donori guanozin trifosfat (GTP):

Fosfoenolpiruvatning hosil bo'lishida sitozol va mitoxondriyalarning fermentlari ishtirok etishi aniqlandi.

Sintezning birinchi bosqichi mitoxondriyada sodir bo'ladi. Ushbu reaktsiyani katalizlaydigan piruvat karboksilaza allosterik mitoxondriyal ferment hisoblanadi. Ushbu fermentning allosterik faollashtiruvchisi sifatida asetil-KoA talab qilinadi. Mitokondriyal membrana hosil bo'lgan oksaloatsetat uchun o'tkazilmaydi. Ikkinchisi bu erda, mitoxondriyada, malatgacha kamayadi:

Reaksiya mitoxondriyal NADga bog'liq malat dehidrogenaza ishtirokida davom etadi. Mitoxondriyada NADH / NAD + nisbati nisbatan yuqori va shuning uchun intramitoxondriyal oksaloatsetat osongina malatgacha kamayadi, bu esa mitoxondriyani mitoxondriyal membranadan osonlikcha tark etadi. Sitozolda NADH / NAD + nisbati juda kichik va sitoplazmatik NADga bog'liq malat dehidrogenaza ishtirokida malat qayta oksidlanadi:

Keyinchalik oksaloatsetatning fosfoenolpiruvatga aylanishi hujayraning sitosolida sodir bo'ladi.

Fruktoza-1,6-bifosfatning fruktoza-6-fosfatga aylanishi. Piruvatdan hosil bo'lgan fosfo-enolpiruvat ketma-ket qaytariladigan glikoliz reaktsiyalari natijasida fruktoza-1,6-bifosfatga aylanadi. Buning ortidan fosfofruktokinaza reaktsiyasi keladi, bu esa qaytarilmasdir. Glyukoneogenez bu endergonik reaktsiyani chetlab o'tadi. Fruktoza-1,6-bifosfatning fruktoza-6-fosfatga aylanishi ma'lum bir fosfataza bilan katalizlanadi:

Glyukoza-6-fosfatdan glyukoza hosil bo'lishi. Glyukoza biosintezining keyingi reversiv bosqichida fruktoza-6-fosfat glyukoza-6-fosfatga aylanadi. Glyukoza-6-fosfataza fermenti ta'siri ostida ikkinchisi deposforillangan bo'lishi mumkin (ya'ni reaksiya geksokinaza reaktsiyasini chetlab o'tadi):

3 Glyukozaning boshqa prekursorlari
Yuqorida tavsiflangan glyukoza hosil bo'lishining biosintetik yo'li nafaqat piruvatdan, balki trikarboksilik kislota siklining 4-, 5- va 6-uglerodli oraliq mahsulotlaridan ham glyukoza sintezini nazarda tutadi. Sitrat, izotsitrat, a-ketoglutarat, süksinil-KoA, süksinat, fumarat va malat - trikarboksilik kislota tsiklining barcha oraliq mahsulotlarini oksaloasetatgacha oksidlash mumkin. Ko'pgina aminokislotalarning uglerod atomlarining bir qismi yoki hammasi piruvat yoki trikarboksilik kislota tsikli oraliq mahsulotlariga katabolizm qilinishi mumkin.

Shuning uchun bu aminokislotalar glyukozaga aylanishi mumkin va glyukogen deyiladi. Alanin va glutamin - boshqa to'qimalardan jigarga aminoguruhlarni olib keladigan eng muhim molekulalar - sutemizuvchilardagi glyukogen aminokislotalar ayniqsa muhimdir. Ushbu aminokislotalar o'zlarining amino guruhlarini jigar mitoxondriyalariga bergandan so'ng, ularning uglerod skeletlari (navbati bilan piruvat va a-ketoglutarat) glyukoneogenezda ishtirok etadi. Aminokislotalar mushak oqsillari va biriktiruvchi to'qima parchalanishi paytida hosil bo'ladi; ularning glyukoneogenezga qo'shilishi uzoq vaqt ro'za tutish yoki uzoq muddatli jismoniy kuch paytida sodir bo'ladi.

O'simliklar, xamirturushlar va ko'plab bakteriyalar yog 'kislotalaridan uglevodlarni olishga imkon beradigan yo'lga ega - glyuksilat tsikli. Hayvonlarda bu tsiklning asosiy fermentlari mavjud emas va ular piruvat dehidrogenaza reaktsiyasining qaytarilmasligi sababli ular atsetil-KoA dan piruvat ololmaydilar, ya'ni ular yog 'kislotalaridan uglevodlar hosil qila olmaydilar (shu sababli lipidlardan). Ammo ular glyukoneogenez uchun yog'larning parchalanishi paytida hosil bo'lgan oz miqdordagi glitseroldan foydalanishlari mumkin. Bunda glitserol glitserol kinaza bilan fosforillanadi, so'ngra markaziy uglerod atomining oksidlanishi bilan dihidroksieton fosfat hosil bo'ladi, bu glyukoneogenezning oraliq birikmasi.

Gliserol fosfat adipotsitlarda yog'larni (triglitseridlarni) sintezi uchun zaruriy vositadir, ammo bu hujayralar glitserin kinazga ega emas va shuning uchun glitserolni fosforillay olmaydi. Buning o'rniga adipotsitlar glyukoneogenezning glitseronogenez deb ataladigan qisqartirilgan shakliga o'tishi mumkin: piruvatning glyukoneogenezning birinchi reaktsiyalari orqali dihidroksietonfosfatga aylanishi, so'ngra dihidroksiatseton fosfatning glitserol fosfatgacha kamayishi.

4 Glyukoneogenezning regulyatsiyasi

Umuman olganda, glyukoneogenezni boshqarishning ikkita usulini ajratish mumkin: gormonlar ishtirokidagi gormonal va metabolik, ya'ni. glyukoza metabolizmining oraliq yoki oxirgi mahsulotlari yordamida.

Glyukoneogenezning gormonal faollashuvi piruvat karboksilaza, fosfoenolpiruvat karboksikinaza, fruktoza-1,6-difosfataza sintezini kuchaytiradigan glyukokortikoidlar tomonidan amalga oshiriladi. Glyukagon bir xil fermentlarni adenilat siklaza mexanizmi orqali fosforillanish orqali rag'batlantiradi.

Shuningdek, metabolik regulyatsiya mavjud bo'lib, unda piruvat karboksilaza ATP ishtirokida atsetil-SCoA, fruktoza-1,6-difosfataza bilan allosterik faollashadi.

Glyukoneogenezni tartibga soluvchi gormonal va metabolik omillar:

5 Klinik ahamiyati

Glyukoneogenez fermentlari nuqsoni tufayli kelib chiqishi mumkin bo'lgan laktat glyukoneogenez uchun substrat sifatida ishlatilishining pasayishi bilan qonda laktat kontsentratsiyasi oshadi, bu qon pH darajasining pasayishiga va laktik atsidoz rivojlanishiga olib keladi .

Laktatsidoz (laktatsidoz koma, sut kislota komasi, giperlakatsidemiya) juda kam uchraydigan o'ta og'ir holat bo'lib, o'lim darajasi 50 dan 90% gacha bo'lgan bir qator og'ir patologik sharoitlarda (shu jumladan, diabet mellitus) rivojlanadigan nonspesifik sindrom bo'lib, zarur shartlar mavjud bo'lganda. qonda va periferik to'qimalarda sut kislotasining ko'payishi uchun yaratilgan.

Odatda keskin rivojlanadi (bir necha soat ichida), prekursorlar, qoida tariqasida, yo'q yoki xarakterli emas. Bemorlarda mushak og'rig'i, ko'krak qafasi og'rig'i, dispeptik alomatlar, tez nafas olish, befarqlik, uyquchanlik yoki uyqusizlik sezilishi mumkin. Shu bilan birga, laktik atsidoz klinik ko'rinishining asosiy belgilari yurak-qon tomir etishmovchiligining namoyon bo'lishi bo'lib, og'ir atsidoz bilan kuchayadi, unga qarshi miyokard kontraktiliyasida o'zgarishlar yuz beradi.

Dinamikada bemorlarning ahvoli tobora yomonlashmoqda: atsidoz kuchayishi bilan qorin og'rig'i va qusish paydo bo'lishi mumkin. Arefleksiyadan spastik parez va giperkinezga qadar turli xil nevrologik alomatlar aniqlanadi. Komada paydo bo'lishidan oldin (hushidan ketish), chiqarilgan havoda aseton hidi yo'qligiga qaramay (ketonemiya yo'q), odatda metabolik atsidoz bilan birga bo'lgan Kussmaulning shovqinli nafasi kuzatiladi.

Kollaps oligo-, keyin anuriya, gipotermiya bilan rivojlanadi. Ushbu fonda tarqalgan tomir ichi qon ivish sindromi (tomir ichi qon ivish sindromi) rivojlanadi, barmoqlar va oyoq barmoqlarining gemorragik nekrozi bilan tomir ichi trombozi kam uchraydi. Laktik atsidozning tez rivojlanishi (bir necha soat) diabetik komaga xos belgilarni aniqlashga yordam bermaydi (quruq teri, shilliq pardalar va til). Laktik atsidoz elementlari diabetik va giperosmolyar koma bilan kasallangan bemorlarning 10-30 foizida mavjud

Shuni ta'kidlash kerakki, qisqa muddatli laktik atsidoz mushaklarning intensiv ishi bo'lgan sog'lom odamlarda ham uchraydi, bu holda u o'pkaning giperventiliyasi va karbonat angidridning tezlashishi bilan qoplanadi.

biokimyoviy glyukoza фермент
Xulosa
Glyukozaning sintezi va oksidlanishi hujayra (glikoliz) va butun organizmning (glyukoneogenez) mavjudligi uchun o'ta muhim ahamiyatga ega bo'lganligi sababli, bu jarayonlarni tartibga solish mavjudotning turli sharoitlarida organlar va to'qimalarning ehtiyojlarini qondiradi.

Glyukoneogenez, uglevod bo'lmagan tarkibiy qismlardan glyukoza hosil bo'lishi uchun talab qilinadi:

) Mushaklar yuki paytida gipoglikemiya bo'lsa - mushaklardan keladigan sut kislotasidan, yog'larni safarbar qilish paytida hosil bo'lgan glitseroldan sintez;

) Ro'za paytida gipoglikemiyada - oqsil katabolizmida hosil bo'lgan aminokislotalardan sintez.

Shunday qilib, ro'za tutish yoki jismoniy mashqlar paytida jigarda glyukoneogenez boshqa barcha organlarni (eritrotsitlar, asab to'qimalari, mushaklar va boshqalarni) glyukoza bilan ta'minlaydi, unda glikoliz va energiya ishlab chiqaradigan boshqa jarayonlar faollashadi. Ushbu hujayralardagi glyukozaning mavjudligi oksaloatsetat konsentratsiyasini saqlab turish va trikarboksilik kislota siklida atsetil-SCoA (shuningdek, yog 'kislotalari yoki keton tanalaridan olingan) ning yonishini ta'minlash uchun zarurdir.
Ishlatilgan adabiyotlar ro'yxati
1. Biokimyo: Darslik. universitetlar uchun Ed. E.S. Severin. - Moskva: Aspect press, - 2004. - 779 p.

... Efimov A.S. Klinik diabet. / A.S. Efimov, N.A. Skrobonskaya / Kiev: Sog'liqni saqlash, 2008 .. - 320 p.

... Kolman J. Vizual biokimyo. / J. Kolman, K. Rohm - - 4-nashr. - Moskva: BINOM. Bilimlar laboratoriyasi, 2012 y. - 469 p.