Metabolismus sacharidů II.

Zdroje glukózy Obr. 1 byl převzat z přednášky Metabolismus sacharidů I – autor František Duška

Glukoneogeneze substráty: laktát/pyruvát, glycerol, aminokyseliny: Ala, Gln a jiné AK produkt: glukóza funkce: syntéza Glc z necukerných prekurzorů buněčná lokalizace: matrix mitochondrie + cytosol orgánová lokalizace: játra, ledviny regul. enzymy: pyruvátkarboxyláza a PEP karboxykináza, fruktóza-1,6-bisfosfatáza

Zvláštnosti glukoneogeneze Většina reakcí glukoneogeneze je obrácenými reakcemi glykolýzy, ale v glykolýze jsou 3 nevratné reakce, které je nutné obejít = bypassy: PEP + ADP → Pyr + ATP E: pyruvátkináza Fru-6-P + ATP → Fru-1,6-bisP + ADP E: 6-fosfofrukto-1-kináza Glc + ATP → Glc-6-P + ADP E: hexokináza/glukokináza

Schéma glukoneogeneze Obr. 2 byl převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/gluconeogenesis.html

Regulace glukoneogeneze Hormony: aktivace: glukokortikoidy, glukagon, katecholaminy inhibice: inzulín Enzym pyruvátkarboxyláza aktivace: acetyl-CoA z β-oxidace MK → zdroj ATP Enzym fruktóza-1,6-bisfosfatáza aktivace: citrát, hladovění inaktivace: AMP, Fru-2,6-bisP Enzym glukóza-6-fosfatáza (v ER jater, ledvin a enterocytů!)

Coriho cyklus Obr. 3 byl převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/gluconeogenesis.html

Glukóza-alaninový cyklus Obr. 4 byl převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/gluconeogenesis.html

Syntéza glykogenu (glykogeneze) substrát: Glc-6-P produkt: glykogen funkce: skladování Glc buněčná lokalizace: cytosol orgánová lokalizace: játra, sval, méně i ostatní tkáně regulační enzym: glykogensyntáza Obr. 5 byl převzat z: http://en.wikipedia.org/wiki/Glycogen

Vlastní syntéza glykogenu Glc-6-P → Glc-1-P Glc-1-P + UTP → UDP-Glc + PPi Glykogensyntáza katalyzuje tvorbu 1,4 glykosidových vazeb. Větvení (vznik 1,6 glykosidových vazeb) je zajištěno enzymem amylo-(1,4 – 1,6)-transglykosylázou („branching enzyme“). Obr. 6 byl převzat z: http://en.wikipedia.org/wiki/Glycogen

Regulace syntézy glykogenu ve svalu: inzulín a adrenalin v játrech: Glc, glukagon ! Glykogensyntáza je inhibována fosforylací ! Obr. 7 byl převzat z: http://web.indstate.edu/thcme/mwking/glycogen.html

Regulace aktivity glykogensyntázy Obr. 8 byl převzat z: http://web.indstate.edu/thcme/mwking/glycogen.html

Degradace glykogenu (glykogenolýza) substrát: glykogen produkt: Glc-6-P funkce: uvolnění Glc-6-P z glykogenu → Glc do krve (játra) nebo glykolýza (sval) buněčná lokalizace: cytosol orgánová lokalizace: játra, svaly, ledviny, ale i ostatní tkáně regulační enzym: glykogenfosforyláza

Vlastní degradace glykogenu Glykogen (n Glc) + Pi → Glc-1-P + glykogen (n - 1 Glc) Enzym: glykogenfosforyláza (štěpení 1,4 vazeb) Enzym: amylo- 1,6-glukosidáza („debranching enzyme“) Glc-1-P ↔ Glc-6-P Enzym: fosfoglukomutáza Glc-6-P → Glc Enzym: glukóza-6-fosfatáza (játra, ledviny, enterocyty)

Regulace degradace glykogenu Obr. 9 byl převzat z: http://web.indstate.edu/thcme/mwking/glycogen.html

Regulace aktivity glykogenfosforylázy Allosterické vlivy: ● aktivace: AMP ● inhibice: ATP, Glc-6-P, volná Glc Hormonální vlivy: ● aktivace: glukagon, thyroxin, adrenalin ● inhibice: inzulín Obr. 10 byl převzat z: http://web.indstate.edu/thcme/mwking/glycogen.html

Pentózový cyklus substrát: Glc-6-P, NADP+ produkt: CO2, NADPH funkce: 1. zisk NADPH, 2. zisk Rib-5-P pro syntézu nukleotidů, 3. vzájemné přeměny sacharidů buněčná lokalizace: cytosol orgánová lokalizace: všechny tkáně (zejm. játra, nadledviny, pohlavní žlázy, erytrocyty, tuková tkáň) regulační enzym: glukóza-6-fosfátdehydrogenáza

1. fáze: oxidace glukózy Obr. 11 byl převzat z: http://web.indstate.edu/thcme/mwking/pentose-phosphate-pathway.html

2. fáze: vzájemné přeměny monosacharid-fosfátů Obr. 12 byl převzat z: http://web.indstate.edu/thcme/mwking/pentose-phosphate-pathway.html

Regulace pentózového cyklu Enzym: glukóza-6-fosfátdehydrogenáza aktivace: NADP+ inhibice: NADPH Syntéza enzymu je indukována hormonem inzulínem. Literatura: Ledvina, M. a kol.: Biochemie pro studující medicíny I. díl, Karolinum, Praha, 2005