Információ

Miért nem az acetil-coA a glükoneogenezis belépési pontja?

Miért nem az acetil-coA a glükoneogenezis belépési pontja?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

A glükoneogenezis folyamata különböző lehetséges prekurzorokból indul ki – olyan valószínű belépési pontokból, mint a piruvát, OAA, fumarát, propionát (szukcinát formájában) és alfa-KG. Fontos megjegyezni, hogy az acetil-coA nem belépési pontja a glükoneogenezisnek.

A belépési pontok kék körökként jelennek meg.

Ennek leggyakoribb oka az enzim, a piruvát-dehidrogenáz irreverzibilitása. Mivel visszafordíthatatlan, az acetil-coA nem tud visszajutni piruváttá, hogy tovább glükózt képezzen.

De az acetil-CoA természetesen belép a Krebs-ciklusba, miért ne tudna továbbmenni, és glükózt képezni a glükoneogenezis útján a Krebs-köztitermékek valamelyikével?

Nagyon régóta foglalkoztat ez a kétség, és próbáltam magyarázatot találni, hogy kielégítsem magam, de még mindig nem tudom, hogy ez helytálló-e.

Szóval tessék. A glükoneogenezishez való összes (korábban említett) belépési pont egy kiegészítés a Krebs-ciklushoz. Felszállnak a hajóra, elhajóznak, leszállnak az oxálacetátnál és távoznak. Más módon nem zavarják a hajót. Még a piruvát is oxálacetátot képez a piruvát-karboxilázon keresztül, majd felszáll a hajóra a glükoneogenezishez.

Másrészt az acetil-coA magának a Krebs-ciklusnak a része lenne. Nem ad hozzá semmit (2 hozzáadott szén elvész CO2-ként). Tehát egy acetil-CoA hozzáadva nem hagyható el OAA-ként. Hasonló lenne, ha nem a hajón vitorlázna, hanem magát enné le. Lassan a közbenső Krebs-ciklus lebomlásához és elvesztéséhez vezetne, és megtorpanna (?)

Helyes ez a magyarázat? Van-e más mód annak magyarázatára, hogy a PDH visszafordíthatatlansága miért eredményezi ezt?

Bár az acetil-coA bejuthat a glükoneogenezisbe olyan utakon keresztül, mint a glioxilátciklus (emberben nem) és a piruvát acetonból történő előállítása (nem gazdaságos), hogy glükózt képezzen, a kérdés az, hogy miért nem tudja ezt közvetlenül a Krebs-cikluson keresztül megtenni.

Kép: Harper's Biochemistry, 29. kiadás.


A probléma az, hogy az acetil-CoA a citrát-szintáz reakcióban oxálacetáttal kondenzálva lép be a TCA-ciklusba. Ezért minden hozzáadott acetil-CoA-hoz 1 oxál-acetátra van szüksége. Most, ha a képződött citrát oxálacetáttá alakul, amelyet aztán eltávolítanak a glükoneogenezishez, nem marad oxalokatet a következő citrát-szintáz reakcióhoz. A reakciók nem egyensúlyoznak ki. Ezért egy anaplerotikus szubsztrátra, például glutaminra vagy aszparátra van szükség az elveszett oxál-acetát pótlásához.


Van ez a papír is, amely alternatív utakat mutat be in silico amelyek felhasználhatók a FA-k glükózzá történő átalakítására, de az emberi gazda számára magas energiaköltséggel. https://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1002116


Glükoneogenezis (melyek az ATP-fogyasztás lépései?)

2. A folyamathoz az összes glükoneuogenezis prekurzort OAA-vá kell alakítani
A glikolízis során a PEP piruváttá alakul a piruvát-kináz hatására egy visszafordíthatatlan reakcióban
Tehát a glükoneogenezisben: a piruvát-->PEP átalakulása két lépésből áll:
1a. Piruvát-->oxaloacetát (OAA) piruvát-karboxiláz által
**1b. Oxaloacetát (OAA) -- > PEP PEP karboxikináz (PEPCK) által

Glikolízis enzim --> Gluconeo enzim a fordított rxn-hez
1. Hexokináz --> Glükóz-6-foszfatáz
2. Foszfofruktokináz-> Fruktóz-1,6-biszfoszfatáz
3. Piruvát-kináz --> Piruvát-karboxiláz ÉS
Foszfenolpiruvát (PEP) karboxikináz

Először: aminosav-->piruvát + oxálacetát
vagy tejsav--> piruvát

A. AZ INSULIN VS GLUCAGON+KORTISOL ÁLTAL SZABÁLYOZOTT PEPCK SZINT:
Ellenőrző pont: Piruvát--> PEP

1. Piruvát--> OAA piruvát-karboxiláz által
2. OAA --> PEP PEP-karboxikinázzal (PEPCK)

- Alacsony glükóz --> A hasnyálmirigy glukagont szabadít fel, ami --> emeli a cAMP-t -->cAMP kiváltja a PEPCK gén transzkripcióját -->PEPCK szintje emelkedik --> inc. a glükoneogenezis sebessége
-Az inzulin ellentétes hatást fejt ki, ami a PEPCK szintézisének csökkenéséhez vezet

B. A glükoneo kontrollpontja: Fruktóz-1,6-biszfoszfát + H2O--> Fruktóz-6-P + Pi az F-1,6-BPáz által

1. mechanizmus:
-A glükoneo és a glioklízis kölcsönös szabályozása adenin nukleotidok által
Az -F-1,6-BPázt az AMP gátolja, ami megakadályozza a glükoneogenezist
- A glikolízis fordított reakcióját katalizáló PFK-1-et az ATP gátolja és az AMP stimulálja

2. mechanizmus: Az inzulin és a glukagon szabályozza a PFK/FBPáz-2 enzimet, amely kölcsönösen szabályozza a glükoneogenezist (PFK-1) és a glikolízist (FBPáz-1)
- A PFK2 domén akkor aktív, ha az enzim defoszforilálódik a magas inzulin/glükózszint miatt
- Az FBPáz-2 domén akkor aktív, ha az enzim foszforilálódik, amit a magas glukagon/alacsony glükózszint okoz
-PFK2 katalizálja az F-6-P--> F-2,6-BP-t
-FBPáz-2 katalizálja az ellenkezőjét
- Az F-2,6-BP a PFK-1 alloszterikus aktivátora és az F-1,6-BPáz inhibitora, aktiválja a glikolízist és gátolja a glükoneogenezist, amikor azt PFK2 termeli.


Biokémia 08: a citromsav ciklus és az elektrontranszport lánc

A bejegyzés megértéséhez hasznos ismerni a mitokondriális szerkezetet (lásd még: Sejtbiológia 03). Íme, Kelvinsong és Sowlos rad CC BY Wikimedia Commons diagramja:

citromsav ciklus

A Khan Academy’ bemutatkozása:

A citromsav-ciklus vagy Kreb-ciklus a sejtek anyagcsere-központja, mivel nemcsak a piruvátból (a glikolízis termékéből) termel energiát, hanem más folyamatok számára is fontos metabolitokat fogyaszthat és termelhet. Ezt ’-nek nevezik “ciklusnak”, és nem “útvonalnak”, mert az oxálacetáttal kezdődik és végződik. A mitokondriális mátrixon belül játszódik le.

A glikolízisből származó piruvát nem lép be közvetlenül a citromsavciklusba. Először egy "átmeneti fázison" megy keresztül, ahol oxidatív dekarboxilezésen megy keresztül CO-vá.2 a piruvát-dehidrogenáz komplex hatására acetilcsoportokat visz át a koenzim-A-ba, hogy acetil-CoA-t kapjon. Ez a 0. lépésnek tekinthető, és az alábbi diagram tetején látható. A piruvát-dehidrogenáz hiánya idegrendszeri fejlődési rendellenességet okoz, és a komplexben részt vevő számos különböző gén mutációiból eredhet.

Amit ez az ábra nem ábrázol, az az, hogy többféleképpen is beléphet a CAC-ba. A piruvát származhat glikolízisből vagy aminosav-katabolizmusból. Az aminosav- vagy zsírsav-katabolizmus közvetlenül is eredményezhet acetil-CoA-t.

Mivel a piruvát-dehidrogenáz komplex a fő belépési pont a CAC-ba, megfelelő szabályozása kulcsfontosságú a sejtenergia-termelés sebességének szabályozásában. Szigorúan szabályozza a CAC / elektrontranszport lánc termékei által alloszterikus szabályozás:

által gátolt által aktiválva
NADH
Acetil-CoA
ATP
NAD+
CoA
AMP

tldr: ha elegendő üzemanyag áll rendelkezésre, azaz az [ATP]/[AMP] arány és az [NADH]/[NAD+] arány magas, akkor nincs szükség a ciklus folytatására.

Három másik, rendkívül exergonikus CAC lépés is a szabályozás ellenőrző pontja: a citrát-szintáz, az izocitrát-dehidrogenáz és az alfa-ketoglutarát-dehidrogenáz komplex. Ortogonálisan 4 fő mechanizmusra gondolhat, amelyekkel a CAC szabályozza:

  1. hordozó elérhetősége. az oxálacetát és az acetil-CoA bemenetként való elérhetősége.
  2. termék gátlás. például a NADH nemcsak a piruvát-dehidrogenáz komplexet gátolja (fent táblázat), hanem más szabályozási lépéseket is.
  3. alloszterikus aktiválás. például az ADP (amelynek felhalmozódása az energiaszükséglet jele) aktiválja az olyan enzimeket, mint a piruvát-dehidrogenáz komplex (a fenti táblázatban).
  4. kompetitív visszacsatolás gátlása. például a szukcinil-CoA, egy intermedier, verseng az acteil-CoA-val a citrát-szintáz figyelméért.

Az is ésszerű, ha a glikolízis és a CAC körülbelül azonos sebességgel fut (gondoljunk csak az időben történő szállításra), tehát van egy mechanizmus ezek együttes szabályozására. A citrát, a CAC köztiterméke, gátolja a PFK-1-et, a glikolízis egyik lépését.

A CAC-ot "amfibolikus"-ként írják le, mivel egyszerre katabolikus és anabolikus, és egy sor más folyamat szempontjából releváns intermediereket termel és fogyaszt. Íme egy videó, amely leírja ezeket az utakat a CAC-on belül és onnan kifelé. A 0:06-os diagram, amely az alábbi miniatűr legyen, egy tömör áttekintés.

A piruvát valójában kétféleképpen tud bejutni a ciklusba. Mint fentebb tárgyaltuk, acetil-CoA előállítására fordítható. Tekintsd ezt úgy, mint egy feladat elküldését a számítástechnikai fürtnek. A piruvát a piruvát-karboxiláz segítségével oxál-acetáttá is alakítható – gondoljunk erre úgy, hogy egy csomópontot adunk a számítási klaszterhez. Más szavakkal, míg az acetil-CoA-t csak a CAC-ban fogyasztják el, az oxál-acetátot elfogyasztják, majd regenerálják (a ciklus ezzel kezdődik és végződik), így a rendelkezésre álló oxál-acetát mennyisége korlátozó lehet, és így meghatározhatja a fertőzés előfordulásának számát. citromsav ciklus, amely párhuzamosan futhat. A piruvát oxál-acetáttá alakítása és ezáltal a párhuzamos CAC-feladatok számának növelése egy módja annak, hogy növeljük az intermedierek termelésének sebességét más sejtfolyamatokhoz. Ez különösen akkor fontos, ha az intermediereket gyorsan elszívják más folyamatokhoz, ami az acetil-CoA felhalmozódását okozza, miközben a CAC-ciklusok közül csak nagyon kevés fut le teljesen. Ilyen körülmények között az acetil-CoA visszatáplálva aktiválja a piruvát-dekarboxilázt, ezáltal több OAA termelődik, és több CAC ciklus fut párhuzamosan.

Ez a folyamat különösen fontos a májban és a vesében, mivel ezek glükoneogenezist hajtanak végre. Ebben a folyamatban más folyamatok közbenső termékei belépnek a CAC-ba, majd az oxál-acetátot leszívják, hogy glükózt hozzon létre. Ilyen körülmények között a CAC nem pótolja saját OAA-készletét, így a piruvát-karboxiláz aktivitása kulcsfontosságú. Ez az aktivitás magasabb a májban és a vesében, mint máshol.

A CAC-nak a celluláris ATP-ellátáshoz való hozzájárulása közvetett. NADH-t, FADH-t termel2és GTP, amelyek belépnek az elektrontranszport láncba, hogy ATP-t termeljenek. Íme egy diagram, amit készítettem arról, hogyan termelődik az ATP a glükóz anyagcserében:

Vegye figyelembe, hogy ez a 32 ATP / glükóz termelését mutatja. A pontos adat olyan dolgoktól függ, mint a membránok szivárgása és hasonlók, lásd a Wikipédián található vitát. Az elméleti maximum 38 ATP, egyesek szerint a tényleges érték közelebb van a 29-hez vagy a 30-hoz. A fenti ábra 2,5 ATP/NADH-t és 1,5 ATP/FADH2-t feltételez.

az oxidatív foszforiláció gyors áttekintése

A glikolízis és a CAC egyaránt oxidálja az üzemanyagokat CO-vá2 annak érdekében, hogy a NAD + NADH-ra, a FAD pedig FADH-ra csökkenjen2. Az elektrontranszport láncban a NADH és a FADH2 ezután exergonikusan újraoxidálódik, hogy felszabaduljon az az energia, amelyet az ADP ATP-vé történő oxidatív foszforilálására használnak fel. Az elektrontranszport láncban az e- több komplexen keresztül jut át, hogy végül redukálják az O-t2 hogy H2O.

Ne feledje, hogy a redox az elektronok átvitele. A Q az ubikinon, közismertebb nevén CoQ10. A QH2-t ubiquinolnak hívják.

Az anyag elektronok elfogadására való hajlamát számszerűsítik csökkentési potenciál, jelölése ε°’. Az elektronok spontán áramolnak a kisebb redukciós potenciállal rendelkező anyagból a nagyobb redukciós potenciállal rendelkező anyagba. Például a Q’s ε°’ értéke 0,045, a NADH’s pedig -.315, tehát az elektronok NADH-ból Q-ba fognak áramolni. A félreakciókat összeadhatja, hogy megkapja a teljes reakció redukciós potenciálját:

reakció csökkentési potenciál
Q + 2H+ + 2e- ↔ QH2 ε°’ = 0,045 V
NADH ↔ NAD+ + 2H+ + 2e- ε°’ = .315V
NADH + Q ↔ NAD+ + QH2 Δε°’ = 0,360 V

Figyeljük meg, hogy a második sorban az egyenlet és a redukciós potenciál előjele is felcserélődött.

A Gibbs szabadenergia és a redukciós potenciál a következőképpen függ össze:

Ahol F = egy Faraday, 96 485 J/(V·mol) konstans, és n = a reaktáns móljára jutó átvitt elektronmólok száma. ΔG nagy és negatív, ha Δε nagy és pozitív. Így az elektronok áramlanak az alacsony ε értékű vegyületekből a magas ε értékű vegyületekbe. Az erre irányuló vágyuk az, ami az ATP-termelést mozgatja az elektrontranszport-láncban.

elektronszállító lánc

A Khan Academy’ bemutatkozása:

Az elektrontranszport lánc végső célja egy proton gradiens létrehozása, amelyet azután az ATP-termelés elősegítésére használnak fel. A mitokondriális külső membrán porózus, így a membránközi tér ugyanolyan ionösszetételű, mint a citoszol. Az ETC proton gradienst hoz létre a belső membránon keresztül.

Ehhez a malát-aszpartát ingarendszeren keresztül a citoszolból a mátrixba viszi át a “redukáló ekvivalenseket”. Az adenin nukleotid transzlokáz szintén kimozdítja az ATP-t a mátrixból, és beviszi az ADP-t a mátrixba. Pén A mátrixban több ATP létrehozására használt H + szimporteren keresztül importálják, amely kihasználja a proton gradienst.

Az elektrontranszfer láncban az elektronok az I-es komplexből a II-es komplexbe a Q-ból a III-as komplexbe a citokróm c-ből a IV-es komplexbe áramlanak. A komplexek ezen sorozata oly módon cseréli az elektronokat, hogy lehetővé tegye az e- számára, hogy egyre magasabb redukciós potenciál felé vándoroljon (azaz abba az irányba, amerre menni akarnak). Az utolsó lépés az O csökkentése2 hogy H2O. Az energiafelszabadulás egyes lépésekben H +-t pumpál a membránközi térbe.

A II. komplex, amely a szukcinát-dehidrogenáz, közvetlenül nem járul hozzá a protongradienshez, de egy másik elektronforrás. A szukcinátot fumaráttá oxidálja, így a FAD-t FADH-vá redukálja, majd FADH-t használ a Q redukálására. Így elektronokkal járul hozzá a “kinonkészlethez”.

A III. komplex vezeti a Q ciklust. Az ubikinon (Q) szemikinongyökké (QH) redukálódik, amely ubikinollá (QH2) redukálódik. A Q-ciklusban a QH2 elektronokat ad a citokróm b-nek és az ISP-nek, protonokat pedig az intermebrane térnek, így válik Q-vé. Az ISP újonnan talált elektronját a citokróm c1-hez küldi, amely a citokróm c-nek adja át, ami az egész bonyolult művelet lényege volt. A Q ezután egy másik mechanizmussal redukálódik QH2-vé a Q cikluson belül.

Megjegyzés: azt a tényt, hogy a protongradiens később felhasználható az ATP-szintézis mozgatására, „protonhajtóerő”-nek vagy „kemioszmotikus elméletnek” nevezik.

Ha létrejön a proton gradiens, F1F0 ATP szintáz (néha Complex V-nek is nevezik) felelős azért, hogy felhasználja az ATP létrehozására. Van egy F1 komponense (α, β és γ alegységekből áll), amely a mátrixba néz, és egy F0 komponense (amely a, b és c alegységekből áll) a belső membránba ágyazva. Az F0 komplex mind a 12 c alegysége rendelkezik H + kötőhellyel, és ezen egységek hengere minden alkalommal 30°-kal elfordul. A gamma-alegységnek csak három lehetséges pozíciója van, tehát minden 4 proton után egyszer 120°-ot mozdul el. Minden alkalommal, amikor ezt megteszi, megváltoztatja a béta alegység konformációját.

Az ADP és a Pi a laza (L) konformációban köti a β-t. A γ-forgás hatására a β szoros (T) konformációba kerül, és ATP-t termel. A γ ezután további 120°-kal elfordul, aminek következtében a β nyitott (O) konformációra változik, és ATP szabadul fel. Így teljes körönként 3 ATP-t kap

A szétkapcsolók lehetővé teszik a protongradiens szétoszlását anélkül, hogy ATP-t termelnének. Ez azt jelenti, hogy az anyagcsere energiája csak hőként disszipálódik (például a szétkapcsoló fehérje termogenin révén, génszimbólum = UCP1), ahelyett, hogy ATP-termelésre használnák fel. Ez egy fontos mechanizmus a testhőmérséklet magas szinten tartásához a hibernáció alatt medvéknél, valamint emberi csecsemőknél (barna zsírszövetben). Vannak kis molekulájú szétkapcsolók is, például a DNP, amelyet néhány évig fogyókúrás pirulaként használtak.

A csecsemők és a medvék termogenezise hormonálisan szabályozott. A termogenin csatornát általában az ATP, ADP, GTP vagy GDP blokkolja. Az epinefrin jelzés bekapcsolhatja a hőtermelést. Az epinefrin → GPCR → AC → cAMP → PKA → triacilglicerin lipáz a triacilglicerint szabad zsírsavakra hasítja, amelyek kiszorítják a nukleotidokat, blokkolva a csatornát.

A barna zsírról sokáig azt hitték, hogy csak a csecsemőkre jellemző, de a közelmúltban kimutatták, hogy felnőtt egerekben és emberekben is létezik [Lee 2013].

Mind az ETC, mind az ATP szintáz szintén népszerű célpont a toxinok számára. A rotenon gátolja az I. komplexet (bár ekkor az elektronok még mindig bejuthatnak a láncba a szukcináton keresztül és a II. komplexből indulnak ki), a cianidionok (CN - ) gátolják a IV. komplexet, az oligomicin antibiotikum pedig az F0-t.

A laboratóriumban az ETC izolált mitokondriumokban tanulmányozható, ahol az O 2 fogyasztás az ETC progressziójának markere. ADP + P hozzáadásaén lehetővé teszi, hogy az ETC nagyon lassan fusson, amint hozzáadja a szukcinát, valóban elindul. Ha hozzáadja a CN-t, akkor leáll. Az ATP nagyjából egyben van O-val2 fogyasztás mindezen keresztül.

Ha oligomicint ad hozzá az ATP-szintáz blokkolására, az valójában leállítja az ETC-t, még akkor is, ha az ATP-szintáz az ETC-től lefelé található. Ennek az az oka, hogy a protongradiens enyhítésére szolgáló ATP-szintáz nélkül a gradiens olyan meredek lesz, hogy az ETC már nem tud vele küzdeni.

Néhány utolsó megjegyzés a glikolízis, a CAC és az ETC együttes szabályozásáról:

  • Amikor az ATP-fogyasztás növekszik, az ATP/ADP arány csökken, és ez az összes folyamat-tevékenység növekedését eredményezi. Az ADP aktiválja a PFK-1-et, fokozza a glikolízist. Az ADP aktiválja a szabályozó enzimeket a CAC-ban. És az ETC is megmagyarázhatatlan okokból növekszik.
  • Az ATP termelés növekedésével az ATP/ADP arány növekszik, és ez gátolja az összes folyamatot. Az ATP gátolja a PFK-1-et, lassítja a glikolízist Az ATP gátolja a piruvát-dehidrogenázt, lelassítja a CAC-t, és az ETC is lelassul.
  • Ha az ETC vagy az ATP szintáz gátolt, a glikolízis felgyorsul, és több ATP termelődik a kompenzáció érdekében. De mivel az ETC nem fut, a NADH felhalmozódik, növelve a NADH/NAD+ arányt. Ez lelassítja a CAC-t.

Eric Vallabh Minikelről

Eric Vallabh Minikel egy életen át tartó küldetést folytat, hogy megelőzze a prionbetegséget. A MIT Broad Institute és a Harvard tudósa.


Sejtlégzési kérdések

A Krebs-ciklusba való belépéshez az acetil-CoA-t a citrát-szintáz enzim oxál-acetáthoz kapcsolja, így citrát keletkezik.

A következő lépésekben a citrát két szénatomot veszít CO2-vé, és oxalocetát formájában fejeződik be, amely készen áll arra, hogy egy új acetil-coA-molekulával kapcsolódjon a ciklus újabb körének befejezéséhez.

Közvetlenül étkezés után megemelkedik a vér glükózkoncentrációja a nemrég felemésztett élelmiszerből. A vércukorszint csökkentésére szolgáló folyamatok, mint például az inzulinszekréció, a glikogén szintézis és a glikolízis, étkezés után mennek végbe.

Másrészt a vércukorszint emelésére szolgáló folyamatok, beleértve az éhezés során fellépő folyamatokat, mint például a glukagon szekréció, a glükoneogenezis és a triakliglicerin hidrolízise, ​​nem mennek végbe étkezés után. Ezért a B helyes, mivel a glukagon szekréció gátolható étkezés után.

Az A választás helytelen, mert például az FA-k csak akkor oxidálódnak, ha a vércukorszint nagyon alacsony, miután hosszabb ideig nem eszik.

A C választás helytelen, mert a sejtes fermentáció csak anaerob körülmények között fokozódik, például izommozgás közben.


4. biokémiai egység vizsga

Az alfa-amiláz a keményítőt különböző hosszúságú lineáris és elágazó termékekké hasítja.

Négy olyan glikoprotein komplex kötődik a bélben lévő abszorpciós sejtek membránjához, amelyek meghatározott szubsztrátaktivitásokkal rendelkeznek.

- Az egyszerű diffúzió lassú és lineáris a szubsztrát koncentrációval
-A könnyített diffúzió gyorsabb, és a szubsztrátkoncentrációtól való hiperbolikus függés jellemzi
- A hiperbolát a két paraméterrel ábrázolt egyenlet írja le, Km és Vmax
-Km a transzporter szubsztrátumhoz való affinitását tükrözi - Km a Vmax felének felel meg
-A Vmax a leggyorsabb!

Például az agynak nagy mennyiségű glükózra van szüksége, és így rendelkezik egy nagy affinitású transzporterrel (GLUT3).

A cAMP konstitutív termelése aktivált Protein Kinase A-t (PKA) eredményez, amely serkenti a Cl-transzportot a CFTR-en keresztül a bél lumenébe (így bezárva a bekapcsolt helyzetébe).

A nettó eredmény ozmotikus egyensúlyhiány. A szabályozatlan transzport negatív töltésű kloridion feleslegéhez vezet a bélben.

A glükóz és a Na+ biztosítása lehetővé teszi mindkét oldott anyag bejutását a véráramba.

A klorid szekréció elégtelen a CFTR betegekben, emésztési és légzési elégtelenségeket okoz.

A csökkent CFTR aktivitás csökkenti a klorid transzportját

Folyadékveszteség lép fel, ha a laktózérzékeny egyének a cukor bakteriális fermentációja miatt laktózt fogyasztanak.

Modiano et al. (2007) kimutatták, hogy a laktóztolerancia az afrikai pásztorpopulációkban a szarvasmarhák háziasítását követően alakult ki. A szarvasmarhák emberi háziasítását a felnőttek laktóztoleranciájának kialakulásával hozza összefüggésbe.

mellékvese velő --> epinefrin

- triglicerid szintézis
- glikogén szintézis
- aktív glikolízis

Kifogy a májból (re: glukagon, epinefrin)

Az anaerob nem igényel molekuláris oxigént, és olyan szövetekben fordul elő, amelyekben nincs mitokondrium

A PFK-1 alloszterikus szabályozása az F2,6-BP által alacsonyabb Km-re (nagyobb affinitás)

Az F2,6-BP szabályozza a PFK-1-et a májban és a zsírszövetben egyaránt.

A fuktóz 2,6-BP-t a foszfofruktokináz-2 (PFK-2) szintetizálja és lebontja.

Az F 2,6-BP szintjét a PFK-2 foszforilációja szabályozza

A májban a PFK-2 stimulálja az F6P -> F26-BP-t, ha nem foszforilálódik

A májban a PFK-2 stimulálja az F26-BP --> F6P-t

1) glükóz --> G6P hexokináz/glukokináz által
2) F6P --> F16BP a PFK-1 által

Acetaldehid --> acetát (aldehid-dehidrogenáz által)

Acetát --> acetil-CoA (acetil-CoA szintetázzal)

Az izomglikogén-foszforilázt edzés közben stimulálják:
- Epinefrin
-AMP (a rendelkezésre álló ATP mértéke)
- Foszforiláció a kontrakció során felszabaduló kalcium révén

Glikogén(n) + glükóz + 2 ATP --> Glikogén (n+1) + 2 ADP + 2 Pi

Megnyilvánulások = megnagyobbodott máj, éhgyomri hipoglikémia/ súlyos hipoglikémia étkezés után 3-4 órával, növekedési zavar

Izom és vörösvértestek:
Anaerob glikolízis (laktát)

Oxaloacetát --> foszfoenolpiruvát a foszfoenolpiruvát karboxikinázon keresztül a citoszolban + mitokondriumban

A piruvát kináz lehetővé teszi a PEP --> piruvátot

piruvát-dehidrogenáz lehetővé tenné a piruvát --> acetil-CoA-t

A piruvát-karboxilázt a cAMP aktiválja
A foszfoenolpiruvát-karboxikináz (PEPCK) indukálható

(Glikolízis során: a piruvát-kinázt a cAMP inaktiválja)

2) Fruktóz-1,6-biszfoszfát --> fruktóz-6-foszfát

A fruktóz 1,6-biszfoszfatáz indukálható és gátolja
fruktóz 2,6-bisz-foszfát

(Glikolízisben: fruktóz-2,6-biszfoszfát által aktivált PFK-1)

3) glükóz-6-foszfát --> glükóz

A glükóz-6-foszfatáz indukálható

Más néven "exóz-monofoszfát sönt"

A transzketoláz kofaktorként tiamint igényel
A nem oxidatív ág ennek hiányában blokkolva van

Glükóz-6-foszfát -----> ribulóz-5-foszfát

A G6PDH gén az X kromoszómán található

Körülbelül 75 klinikailag azonosított mutáció, amelyek enzimaktivitása 15 és 100% között változik

Az alacsony G6PDH aktivitás az oxidatív stresszre való nagy érzékenységgel korrelál

A reaktív oxigénmolekulák oxidálják a sejtmembrán lipidjeit (gyengítik) és a hemoglobint (térhálósítják és denaturálják).

A krónikus tünetek közé tartozik a mentális zavartság, bizonytalanság és a szem koordinációjának elvesztése, valamint a pangásos szívelégtelenség. A beriberiként ismert súlyos hiány neuromuszkuláris tüneteket okoz, beleértve az izomsorvadást és az izomgyengeséget

A fruktóz lenyelése után nagy mennyiségű fruktóz-1-foszfát halmozódik fel
A glikogenolízis és a glükoneogenezis gátolt (a következő utolsó előadásban lesz szó)
A glükoneogenezis gátlása tejsavas acidózist eredményez

Az aldoláz B a G 3-P és a DHAP glükóz szintéziséhez is szükséges.
Az F 1-P lenyomja az amúgy is alacsony aktivitást
Az F1-P felhalmozódása jelentősen kimeríti a sejtfoszfátot a fruktokináz gyors ATP-hidrolízise miatt

Az elsődleges kezelés a galaktóz eltávolítása az étrendből

Juvenilis szürkehályog fordulhat elő a galaktóz galaktitollal történő átalakulása miatt az aldóz-reduktázon keresztül
(poliol út - 29.4. ábra)

Rendelkezésre áll egy teszt a GALT-aktivitás mérésére az eritrocitákban

A GALT-hiány következményei súlyosabbak, mivel a galaktóz-1-P gátolja az UDP-glükóz képződését és ezáltal a glikogén szintézist.

Hipoglikémia az eredmény

További következmények fiatalkorúaknál

A hosszú szénláncú FA-k (12 szénatomos vagy nagyobb) bejutása a mitoszolba karnitinné észterezést igényel.

A CPT I = karnitin-palmitoil-transzferáz I a zsíracil-CoA-t zsírsav-acil-karnitinné alakítja

A transzlokáz zsírsav-acil-karnitint visz be a mitoszolba, és a karnitint a mitoszolból a membránok közötti térbe tolja.

A karnitin-transzlokáz zsírsav-acil-karnitint visz be a mitoszolba, és a karnitint a mitoszolból a membránok közötti térbe löki.


Éheztetés és koplalás: biokémiai vonatkozások

Hosszan tartó böjt

A 12 órán túli koplalás az éhezés glükoneogén fázisához vezet, amelyet a glikogénről a glükogén aminosavak metabolizmusára, mint fő energiaforrásra való átmenet képvisel. Ezt az inzulin/glükagon arány további csökkenése közvetíti. Ennek eredményeként az elágazó láncú aminosavak, az alanin és a glutamin szintje a vérben megduplázódik 3-5 napos koplalás után. A glükóz-alanin ciklus glükózt biztosít az izom számára, cserébe a májnak a glükoneogenezis előfutáraként biztosított alaninért (lásd 3. ábra). A bél elsősorban az izomból felszabaduló glutamint veszi fel az éhezés során, ahol energiaforrásként hasznosítja, illetve a vese által, ahol a vese ammóniatermelésére is felhasználják. Bár az aminosavak glükózzá történő metabolizmusa a böjthöz való metabolikus alkalmazkodás nagyon fontos lépése, ez csak körülbelül 45 g glükózt biztosít naponta. Ez a mennyiség önmagában nem elegendő az agy glükózszükségletének kielégítésére, és a zsíranyagcseréből származó energiával kell kiegészíteni. A glükoneogenezis a funkcionális fehérje kompartment rovására megy végbe, és energiaszubsztrátokat biztosít, amíg a lipolitikus és ketogén gépezet teljesen alkalmazkodik. Az adaptív metabolikus zsír- és ketontest-felhasználásra való átállás megnövekedett hatékonyságát a plazma aminosavainak csökkenése tükrözi, ha az éhezés hosszabb ideig tart.

A triacilglicerin-raktárak energiaellátását célzó mobilizálását számos tényező szabályozza. A lipolízist a glukagon és az adrenokortikotróf hormon (ACTH) serkenti az éhezés során. Ezt a hatást a ciklikus AMP-függő protein kináz (AMPK) közvetíti, amely stimulálja a hormonérzékeny lipázt és gátolja az acetil-CoA karboxilázt (7. ábra). Hosszan tartó éhezés esetén a kortizol fokozza a hormonérzékeny lipáz szintézist. Az inzulinszint 35%-kal csökken az éhezést követő 24 órán belül. Ez a lipolízis sebességének 50-80%-os növekedésével jár. Az alacsonyan keringő inzulinszint a GLUT4 glükóz transzporter funkciójának megváltoztatásával csökkenti a glükóz zsírsejtekbe történő felvételét (4. ábra). Ezért nem áll rendelkezésre megfelelő mennyiségű glicerin-3-foszfát a triacilglicerin lebontásából származó zsírsavak újraészterezéséhez. Nem észterezett zsírsavak szabadulnak fel a keringésbe, és a szabad zsírsavak koncentrációja 0,5-0,8-ról 1,2-1,6 mmol l -1-re emelkedik a koplalás első néhány napja alatt. A zsírsavak az albuminhoz kötve keringenek, és a májban vagy más szövetekben oxidálódhatnak energiatermelés céljából. Úgy tűnik, hogy a ketontestek agy energiaforrásként való felhasználására való átállást elsősorban a ketontestek vérkoncentrációja szabályozza, nem pedig hormonális hatás. A máj ketontermelése 3-4 napos koplalás után tetőzik. A vér ketontestszintje azonban az első 7–10 napban továbbra is gyorsan emelkedik, majd 2–3 héten belül körülbelül 6–8 mM-on stabilizálódik. A vér ketontestszintjének folyamatos emelkedése annak ellenére, hogy az éhezés korai szakaszában elértük a maximális májtermelést, a ketontestek csökkent vesén keresztüli kiválasztásának és az izom zsírsavak fokozódó oxidációjának köszönhető.

7. ábra. A lipolízist a glukagon, az ACTH és az adrenalin hatása serkenti. Ezt a hatást a ciklikus AMP-függő protein kináz közvetíti.

A zsírsav-oxidáció és a ketontestképződés fokozódásával a glükóztermelés és az oxidáció csökken, ami a piruvát-dehidrogenáz komplex aktivitásának csökkenésével jár. 3 hetes koplalás után pozitronemissziós tomográfia segítségével a glükóz-anyagcsere jelentős csökkenése figyelhető meg az agyban. Az agy glükózfelvétele több mint felére csökken 5 hetes koplalás után.

3 hétnél hosszabb böjt után az éhezéshez való metabolikus alkalmazkodás folyamata befejeződik. A glükoneogenezist és a glikolízist minimálisra csökkentették a máj ketontest-termelésének növekedésével párhuzamosan. A vese a fő glükoneogén szervvé válik, és a szervezet glükózszükségletének felét termeli. A glutamin a vese glükoneogenezisének domináns szubsztrátja, és ennek a folyamatnak a nitrogénterméke biztosítja a vizeletben lévő ketosavak puffereléséhez szükséges ammóniát. Ez energiát takarít meg ahhoz képest, hogy a máj karbamidciklusa során energiaigényes ammóniát ártalmatlanítanak. Ennek eredményeként a vizelet nitrogénvesztesége napi 4-6 g-ra csökken -1. Az agy üzemanyag-fogyasztásának kétharmada ketontestekből áll, ami jelentősen csökkenti az izomproteolízis szükségességét a glükoneogén prekurzorok előállításához. Hosszan tartó koplalás esetén az izmok ketontest-termelésről zsírsav-oxidációra váltanak át.

Az adaptáció befejeztével a fehérjerész lassú és folyamatos kimerülése és a zsírszövet lebomlása következik be. A halál akkor következik be, ha nem sikerül feltölteni az üzemanyag-készleteket az újratáplálás miatt, és nem áll rendelkezésre elegendő energia az alapvető testi funkciók fenntartásához. Mivel a zsír az uralkodó energiaforrás, a komplikációmentes böjtben a halálig eltelt idő az éhezést megelőző zsírraktárak méretétől függ. Egy normál felnőttnél a zsírraktárak körülbelül 60-70 napig elegendőek az élet fenntartásához. A fehérjevesztés mértéke a túléléshez is kapcsolódik, és a sovány testtömeg több mint felének (a teljes testfehérje körülbelül felének) elvesztése előrejelzi a halált.


Vitaminok

1 Biotin

A Bevezetés

A biotin enzimatikus karboxilezésekben három CO kofaktoraként működik2-fixáló enzimek: acetil-CoA-karboxiláz, amely a zsírsavszintézishez nélkülözhetetlen propionil-CoA-karboxiláz, amely részt vesz a páratlan láncú zsírsav-anyagcserében és piruvát-karboxiláz, amely részt vesz a reverz glikolízis és glükoneogenezis fontos kötelező lépése, az oxálacetát képződésében. 23-20. ábra).

23-20. ábra. Biotin. A biotin kovalensen kötődik a karboxilázokhoz és transzkarboxilázokhoz a biotin karbonsavcsoportja és a ε- peptidhez kötött lizin aminocsoportja. A biotin-lizin adduktot biocitinnek nevezik, és a karboxilázokból a proteolízis és a biocitint tartalmazó peptidek biocitináz általi hasítása után szabadulhat fel. Három fő karboxilezési reakciót mutatunk be, amelyek biotint használnak kofaktorként. Mindegyik magában foglalja a CO átadását2 a megfelelő hordozóhoz. Nem látható a 3-metilkrotonil-CoA 3-metil-glutakonil-CoA-vá való átalakulása, amely a leucin lebomlása szempontjából fontos reakció. A karbamil-foszfát biotint is igényel. A karbamil-foszfát a karbamidszintézis és a purinszintézis szubsztrátja.

B Anyagcsere és követelmények

A biotin a legnagyobb koncentrációban a májban található. Az élelmiszerekben a biotin viszonylag magas koncentrációban van jelen a gabonafélékben, beleértve a szóját, a rizst, az árpát, a zabot, a kukoricát és a búzát. A gabonafélékből származó biotin biológiai hozzáférhetősége azonban nagyon változó. A biotin kovalensen kötődik az enzimekhez, amelyek kofaktorként szolgálnak, a kémiai kötés a biotin karbonsavrésze és az enzimben a peptidil-lizin ε-amino funkciója közötti peptidkötés. A biotin-enzim peptidkötéshez ATP-függő lépésre van szükség (Zempleni, 2005).

A biotin négy karboxiláz koenzimje: (1) acetil-koenzim A karboxiláz, amely mind a mitokondriumban, mind a citoszolban megtalálható, katalizálja az acetil-CoA malonil-CoA karboxilezését. A malonil-CoA a zsírsavszintézis közvetlen prekurzora. (2) A piruvát-karboxiláz, amely a mitokondriumokban található, katalizálja a piruvát karboxilezését, és így oxálacetátot képez. Az oxaloacetát a trikarbonsavciklusban metabolizálódhat, vagy glükózzá alakulhat a májban, a vesében és más, a glükoneogenezisben részt vevő szövetekben. A piruvát-karboxilát a fő enzim, amely pótolja a trikarbonsavciklus közbenső termékeit. (3) A szintén a mitokondriumban található metilkrotonil-CoA karboxiláz részt vesz az L-leucin metabolizmusában. (4) A mitokondriumokban is megtalálható propionil-CoA karboxiláz részt vesz az L-izoleucin és L-valin, valamint az L-treonin és L-metionin metabolizmusában. Mind a négy karboxiláz enzim, amelyek bikarbonátot használnak egy szén szubsztrátként, közös biokémiai mechanizmussal rendelkeznek.

Bizonyítékok vannak arra is, hogy a biotin a klasszikus karboxilezési reakciókon kívül más folyamatokban is részt vesz. Pontosabban, az elmúlt években a biotinnak a sejtjelátvitelben, a génexpresszióban és a kromatin szerkezetében betöltött új szerepeit azonosították. Úgy tűnik, hogy a hisztonok biotinilációja szerepet játszik a sejtproliferációban, a géncsendesítésben és a DNS-javításra adott sejtválaszban. A biotin szerepe a sejtjelátvitelben és a kromatin szerkezetében összhangban van azzal az elképzeléssel, hogy a biotinnak egyedülálló jelentősége van a sejtbiológiában (Gravel és Narang, 2005 Zempleni, 2005).

Amikor a biotintartalmú karboxilázok lebomlanak, a biotin biocitinként szabadul fel (23-20. ábra). A biocitináz egy fontos májenzim, amely katalizálja a biotin és a lizin közötti peptidkötés hasítását, hogy szabad biotint szabadítson fel újrahasznosításra. Az állatok biotinigénye viszonylag alacsony (azaz mikrogramm/kilogramm takarmány tartományban van). Ezenkívül a biotint a bél mikroflóra is előállíthatja, és az enzimekhez kovalensen kötődő biotin újrahasznosítható.

Mindazonáltal táplálkozási problémák léphetnek fel a biotin állapotával kapcsolatban. A biotin és a biocitin affinitást mutat bizonyos fehérjékhez, különösen a tojásfehérjében lévő avidinhez. A nyers tojás használata biotinhiányt okozhat, mivel a nyers tojásban a biotin avidinnel társul. A prémes állatok jelentős mennyiségű nyers tojásfehérje elfogyasztására adott reakcióját „tojásfehérje-sérülésként” írták le. A tojásban található natív (nem denaturált) avidin a tojásfehérje sérülését okozza, mivel szorosan kötődik a biotinhoz, megakadályozva annak felszívódását.

A biotin és az avidin kapcsolata fontos, különösen a prémes állatokat haszonszerzés céljából hasznosító iparágakban. Később kiderült, hogy a tojásfehérje-sérülés gyógyítható egy májfaktorral, amelyet először X védőfaktornak neveztek, majd később biotinnak nevezték. Mivel a biotin meggyógyította a tojásfehérje-sérülésből eredő bőrbetegséget, H-vitaminnak nevezték el haut, a német bőr szó). A terhesség, a szoptatás és a terápiák során a biotinszükségletet növelő állapotok közé tartozik a görcsoldó szerek használata vagy a magas koncentrációjú liponsavnak való kitettség. Spontán biotinhiány ritkán fordul elő állatokban, mivel a biotin jól eloszlik az élelmiszerek között, és a vitaminszükséglet jó részét, ha nem is az egészet a bélben zajló mikrobiális szintézis fedezi. Amint megjegyeztük, a hiány azonban előidézhető a melegítetlen (nyers) tojásfehérje étrendbe való felvételével (Zempleni, 2005). A legtöbb monogasztrikus állat számára valószínűleg elegendő 50-100 μg biotin 1000 kcal-onként vagy ~0,2-0,4 mg/kg táplálék.

A biotin hiánya a glükoneogenezis és a zsíranyagcsere károsodásához vezet. Az alopecia és a dermatitis a biotinhiány jellemzői a legtöbb állat és madár esetében. A biotinhiány súlyos metabolikus acidózist is okozhat. A zsíranyagcsere lebonyolításának képtelensége jelentősen befolyásolja a biotinhiányos állatok bőrét. Hacsak nincs veleszületett hiba vagy genetikai polimorfizmus, amely a karboxiláz enzimek valamelyikét érinti, a biotinnal kapcsolatos metabolikus kompromittáció vagy hiányosság valószínűsége alacsony, kivéve, ha a fő fehérjeforrás a főtt tojásfehérje.

A biotinforgalom és -szükséglet megbecsülhető (1) a testfolyadékokban lévő biotin és metabolitok koncentrációja, (2) a biotinfüggő karboxilázok aktivitása és (3) a megnövekedett sebességgel képződő szerves savak vizelettel történő kiválasztódása alapján. a karboxiláz aktivitás csökken. A biotin és metabolitjának, a bisznorbiotinnak a vizelettel történő kiválasztása, a propionil-CoA karboxiláz és a béta-metilkrotonil-CoA karboxiláz aktivitása a limfocitákban, valamint a 3-hidroxi-izovaleriánsav vizelettel történő kiválasztódása jó indikátorai a marginális biotinhiánynak.


Modell a laktáttól a glükózig terjedő szénáramlási útvonalak vizsgálatára a glükoneogenezis első elágazási pontján.

A glükoneogenezis első elágazási pontja a piruvát oxál-acetáttá történő átalakulásakor következik be. A direkt piruvát-karboxiláz útvonalon a glükózt elérő laktát szén mennyiségének meghatározásához a trikarbonsavciklus függvényében, a primer tenyészetben lévő felnőtt patkány hepatocitákat 2 órán át inkubáltuk a következő izotópszubsztrátok egyikével: [1-14C]laktát, [U- 14C]laktát vagy [1,2-14C]acetát. Megvizsgáltuk a 14CO2 és [14C]glükóz termelődését mindegyik szubsztrátumból. A glükózba beépült vagy CO2-dá oxidált laktát szén 2 és 3 mennyiségét úgy határoztuk meg, hogy az [1-14C]-laktátot használó értékeket kivontuk az [U-14C]-laktátot használó értékekből. A laktát 2. és 3. szénatomjából képződött CO2 mennyiségi meghatározása után a trikarbonsavcikluson keresztül a glükózba beépülő szén mennyisége egyszerű arányosítással meghatározható az [1,2-14C] glükózba vagy CO2-ba beépült címke arányából. acetát. A glükózba beépült laktát fennmaradó 2. és 3. szénatomja közvetlenül a piruvát-karboxiláz útvonalból származik. Az etanol, amely az oxidáció során NADH-t és acetátot biztosít, csökkenti a laktát oxidációját és fokozza a piruvát-karboxiláz útvonalat. A glukagon mindkét úton növelte a szénáramlást, de elsősorban a piruvát-karboxiláz útvonalon keresztül. Összefoglalva, egy egyszerű modellt mutatunk be a laktátból származó szénfluxus vizsgálatára a piruvát-karboxiláz és a trikarbonsav útvonalakon keresztül a glükoneogenezis során.


Lec 2: Glikolízis és

A táplálék termikus hatása: az összetett makroelemek egyszerű mikrotápanyagokká történő szétbontásához szükséges energia A lebontáshoz szükséges energia - magastól alacsonyig: Fehérjék  Szénhidrátok  Zsírok

 Komplex szénhidrátok  egyszerű szénhidrátok  piruvát  energia

 Rövid távú tárolás (hosszú távú tároláshoz a zsírt részesítjük előnyben)  A zsírok vízben oldhatatlanok (nehezen lebonthatók, zsírként raktározódnak)  A szénhidrátok vízben oldódnak (könnyebben lebonthatók)

A glükóz oxidációja  A glükóz (C 6 H 12 O 6 ) teljes oxidációja energiát termel aerob légzéssel

 A reakció visszafordíthatatlan  Első lépés: Glikolízis - ATP-ből származó foszfátcsoportok hozzáadásával előállított glükózmolekula, amely 2 piruvát molekulára hasad

Glikolízis: Előkészületi fázis és kifizetési fázis (az energia kivezetéséhez energiát kell bevinni)

 A NADH redukált elektronhordozó (a molekula energiát hordoz, de nem annyit, mint az ATP)  A szervezet megtartja a tejsavat, így amikor újra oxigén áll rendelkezésre, a szervezet a glükózt a citromsav úton viszi fel (a szervezet hatékonyan hasznosítja az energiát, lehetséges)

Teljes energia és szabályozás:

 A nettó energiahiány miatt (sokkal több energia a glükoneogenezisben, mint a glikolízisben), ha mindkét útvonal egyidejűleg futna, a rendszer elfogyna. Egyszerre csak egy fordulhat elő.  A szabályozás az enzimek be- és kikapcsolásával történik (az alloszterikus hely általi kötés - alloszterikus módosulások), VAGY transzkripció

KÉRDÉS Tegyük fel, hogy a glikolízisben van egy mutáció, amely teljesen leállítja a glikolízis folyamatát. Tegyük fel, hogy a mutáció a foszfohexóz izomeráz enzimen belül van a glikolízis folyamatban, vajon a szervezet képes lesz-e újra előállítani glükózt az agy számára (az agy még mindig normális glikolízist és glükoneogenezist működik)?  Válasz: Igen és nem. A glükoneogenezis egészen a fruktóz-6-foszfátig működik a szervezetben, azonban ezt követően a foszfohexóz-izomeráz enzim számára nincs egyértelmű bypass rendszer. A glükóz-6-foszfát egy része már forog (az egyénnél a mutáció előtt volt). A glükóz-6-foszfát a glikogén belépési pontja. (az ábra tetején lép be a glikolízisbe). A glikogén glükóz-6-foszfátként lép be, de eljut addig a pontig, ahol a glikogén elfogy, így nem tud tovább folytatódni

A szabályozás az útvonalak kezdeti lépésében történik: Több különböző belépési pont a glikolízishez és a glükoneogenezishez

Izomerek és kinetikai „_____kinázok”

Hexokináz alloszterikus szabályozás Hexokináz: - alloszterikusan gátolja a glükóz-6-foszfát - a glükózt a májba küldi, hogy glikogénné alakuljon Glükokináz: magas Km-értéke van - a glükóz-6-foszfát nem gátolja (folyamatosan tárolja a glikogént)

  • képes kezelni a magas glükózszintet a portális vénás vérben étkezés után. A glükokináz folyamatosan működik, függetlenül attól, hogy mennyi glükóztároló van

Bőséges glükóz-6-foszfát  Csak néhány szövetben található  Izom: alacsony vagy nincs bőség  Máj: nagyon bőséges

o felelős a vércukorszint szabályozásáért

Ha nincs oxigénünk, tejsavcikluson megy keresztül laktát előállítására (a szervezet újrafelhasznál és újrahasznosít mindent, amit csak lehet) A felesleges piruvát a véráramba kerül, vissza a májba, ahol a máj glükoneogenezisen keresztül viszi át Szabályozás transzkripcióval  Magas vércukorkoncentráció o A hexokináz gén aktív o Növeli a hexokináz termelést o Aktív glikolízis  Alacsony vércukor koncentráció o Glükóz 6 Foszfatáz gén aktív o Növeli a G6Páz termelést o Aktiválja a glükoneogenezist o Fenntartja a vércukorszintet

Elmagyarázza, hogy miért kell egy kis idő a diétáknak, amíg kifejtik hatását. 40 napos folyamat: a test fenntartja a vércukorszintet – az agy glükózt használ energiaforrásként

Fruktóz-2,6-bifoszfát szabályozás  A fruktóz-2,6-bifoszfát mellékágként termelődik a fruktóz-6-foszfátból (glikolízis terméke), és szabályozó szerepet játszik (allosztérikus) a glikolízisben és a glükoneogenezisben o Az inzulinhoz kapcsolódik ( növeli az aktivitást) és a glukagont (csökkenti az aktivitást)

Piruvát kináz és karboxiláz szabályozás Piruvát kináz gátlók (kapcsolja ki a glikolízist) - Acetil CoA - ATP aktivátorok (kapcsolja be a glikolízist) - Fruktóz 1,6-bifoszfát - AMP

Piruvát-karboxiláz aktivátorok (bekapcsolják a glükoneogenezist)

  • Acetil CoA
  • ATP-gátlók (a glükoneogenezis kikapcsolása)
  • Fruktóz 1,6-bifoszfát
  • AMP

Pentóz-foszfát útvonal  A glükóz-6-foszfát oxidálódik és elektronokat adományoz

NADP+, ami pentózcukrot eredményez.

A szervezet először a glikogént használja fel, majd a fehérjéket és a zsírokat

A szabályozási lépés miatt nem futhat mindkét útvonal egyszerre. Ez egy inverz szabályozási lépés: az egyik útvonal bekapcsolása egy másik útvonal kikapcsolását okozza az enzimen keresztül.

Alternatív út a nukleotidok előállításához (DNS és RNS)) 2 terméket hoz létre:  Pentóz-foszfátok (DNS és RNS)  NADPH, ahol a glükóz-6-foszfát oxidálódik (elektronokat veszít), majd redukálódik (elektronokat nyer) A glükóz-6-foszfát oxidálódik és elektronokat adományoz a NADP+-nak, ami egy pentóz cukrot eredményez

A NADPH (antioxidáns) és a pentóz cukrok felhasználása  Csökkenti a reaktív oxigénfajtákat, csökkenti azok toxicitását (NADPH)  Zsírsavak szintézise (a túléléshez szükséges zsírsavak, segítik a sejtmembrán kialakulását  Sejtburjánzás és növekedés (DNS és RNS gerinc)

KÉRDÉS

A következő diéták közül a glikolízist vagy a glükoneogenezist részesítik előnyben? Miért?  Normál (egyenletes szénhidrát-, fehérje- és zsírarány): glikolízis, mert van egy könnyen elérhető szénhidrát-rész, így a szervezet a glükózt energiatermelésre használja fel  Magas szénhidráttartalom: Glikolízis, könnyen elérhető szénhidrátmennyiség  Magas fehérje: glükoneogenezis, glükóz- és szénhidrátforrás nem könnyen hozzáférhető, a szervezet megpróbál glükózt előállítani  Éheztetés: Glükoneogenezis, nem könnyen elérhető glükóz- és szénhidrátforrás, a szervezet megpróbál glükózt előállítani  Éhezés: Glükoneogenezis, nem könnyen elérhető glükóz- és szénhidrátforrás, test will try to make glucose  Normal diet for 3 days, then high protein: Remain in glycolysis, store excess as glycogen, and then when switched to high protein gluconeogenesis will start to use up glycogen, then uses either proteins or fatty acids that body already had stored.


Lipids I: Fatty Acids and Eicosanoids

Propionyl-CoA Oxidation

β-Oxidation of fatty acids with an odd number of carbon atoms yields propionyl-CoA. Since the concentration of such fatty acids in the diet is small, little propionyl-CoA is produced. Important sources of propionyl-CoA are the catabolism of isoleucine, valine, methionine, and threonine ( Chapter 17 ). Cholesterol side chain oxidation also yields propionyl-CoA. Thus, propionyl-CoA is derived from the catabolism of lipids and proteins. In ruminants, propionate is largely derived from bacterial fermentation in the rumen.

Propionyl-CoA is converted to succinyl-CoA , which is oxidized or converted to glucose by way of oxaloacetate and pyruvate (gluconeogenesis Chapter 15 ). Succinyl-CoA may also form δ-aminolevulinate, a precursor of porphyrin biosynthesis ( Chapter 29 ). Formation of succinyl-CoA from propionyl-CoA requires three mitochondrial enzymes and two vitamins ( Figure 18-5 ).

FIGURE 18-5 . Metabolism of propionyl-CoA.

Propionyl-CoA carboxylase is a tetramer of nonidentical subunits, αés β. The native enzyme (M.W. ∼540,000) appears to have the structure (αβ)4.Biotin is bound through an amide linkage to an ε-amino group of a lysyl residue in the α-subunit. Carboxylation is a two-step reaction similar to that of acetyl-CoA carboxylase (see below). The first step requires ATP and Mg 2+ and fixes CO2 with the formation of an apoenzyme-biotin-CO2 összetett. In the second step, the carboxyl group from the biotinyl complex is transferred to propionyl-CoA to form D- methylmalonyl-CoA.

Methylmalonyl-CoA racemase converts D-methylmalonyl-CoA to the L-isomer by labilization of an α-hydrogen atom, followed by uptake of a proton from the medium.

Methylmalonyl-CoA mutase utilizes 5’-deoxyadenosylcobalamin ( Chapter 38 ) to catalyze intramolecular isomerization by the migration of the –COSCoA group. The only other cobalamin-dependent reaction in the mammalian system is methylation of homocysteine to methionine ( Chapters 17 , 27 , and 38 ).



Hozzászólások:

  1. Shann

    Minden szükséges, annál jó öreg

  2. Uptun

    Azt hiszem, ez téveszmék.

  3. Aracage

    egyáltalán nem elégedett az előző üzenettel

  4. Nizam

    Semmi új :(



Írj egy üzenetet