Glukoneogenesis

Proses glukoneogenesis

Apa itu glukoneogenesis?

Itu Glukoneogenesis Ini adalah proses metabolisme yang terjadi di hampir semua makhluk hidup, termasuk tanaman, hewan dan berbagai jenis mikroorganisme. Ini terdiri dari sintesis atau pembentukan glukosa dari senyawa yang mengandung karbon yang bukan karbohidrat, seperti asam amino, glikogenik, gliserol dan laktat.

Ini adalah salah satu jalur metabolisme dari karbohidrat tipe anabolik. Mensintesis atau membentuk molekul glukosa yang ada terutama di hati dan, pada tingkat yang lebih rendah, di korteks ginjal manusia dan hewan.

Proses anabolik ini diproduksi mengikuti rasa terbalik dari jalur katabolik, memiliki enzim spesifik yang berbeda dalam titik glikolisis yang tidak dapat diubah.

Glukoneogenesis penting untuk meningkatkan kadar glukosa darah dan jaringan dalam kasus hipoglikemia. Alsom, atau bantal penurunan konsentrasi karbohidrat dalam puasa berkepanjangan atau situasi buruk lainnya.

Karakteristik glukoneogenesis

Skema proses glukoneogenesis

Itu adalah proses anabolik

Gluconeogenesis adalah salah satu proses anabolik metabolisme karbohidrat. Melalui mekanismenya, glukosa disintesis dari prekursor atau substrat, dibentuk oleh molekul kecil.

Glukosa dapat dihasilkan dari biomolekul sederhana dari sifat protein, seperti asam amino glikogenik dan gliserol, memberikan yang kedua dari lipolisis trigliserida dalam jaringan adiposa.

Laktat juga berfungsi sebagai substrat, dan pada tingkat yang lebih rendah, asam lemak rantai opar.

Menyediakan persediaan glukosa

Glukoneogenesis sangat penting bagi makhluk hidup, terutama bagi tubuh manusia. Ini karena berfungsi untuk memberikan dalam kasus khusus permintaan besar untuk glukosa yang dibutuhkan otak (sekitar 120 gram per hari).

Bagian mana yang menuntut glukosa organisme? Sistem saraf, sumsum ginjal, di antara jaringan dan sel lain, seperti sel darah merah, yang menggunakan glukosa sebagai satu -satunya atau sumber energi dan karbon utama.

Cadangan glukosa, seperti glikogen, disimpan di hati dan otot nyaris tidak mencapai satu hari. Ini tanpa mempertimbangkan diet atau latihan yang intens. Untuk alasan ini, melalui glukoneogenesis, tubuh dipasok dengan glukosa yang terbentuk dari prekursor lain atau substrat non -karbohidrat.

Dapat melayani Anda: apa itu teori band?

Juga, rute ini mengintervensi homeostasis glukosa. Glukosa yang dibentuk oleh rute ini, selain menjadi sumber energi, adalah substrat dari reaksi anabolik lainnya.

Contohnya adalah kasus biosintesis biomolekul. Di antara mereka glukokonjugado, glikolipid, glikoprotein dan aminoazúces dan heteropolysaccharides lainnya.

Tahapan (reaksi) glukoneogenesis

Skema rute glukoneogeneis. Sumber: Wikimedia Commons

Rute sintetis

Gluconeogenesis dilakukan dalam sitosol atau sitoplasma sel, terutama hati dan pada tingkat yang lebih rendah dalam sitoplasma sel korteks ginjal.

Rute sintetisnya merupakan banyak reaksi glikolisis (rute katabolik glukosa), tetapi dalam arah yang berlawanan.

Namun, penting untuk menyoroti bahwa 3 reaksi glikolisis yang secara termodinamik tidak dapat diubah, akan terjadi pada glukoneogenesis yang dikatalisis oleh enzim spesifik yang berbeda dari yang terlibat dalam glikolisis, yang memungkinkan reaksi yang diberikan dalam reaksi terbalik terbalik terbalik.

Secara khusus, reaksi glikolitik yang dikatalisis oleh hexoquinase atau glycouchinase, fosfofructionase dan piruvat kinase.

Meninjau langkah -langkah penting dari glukoneogenesis yang dikatalisis oleh enzim spesifik, konversi piruvat dalam fosfoenolpiruvat diperlukan membutuhkan serangkaian reaksi.

Yang pertama terjadi dalam matriks mitokondria dengan konversi piruvat dalam oksaloketat, dikatalisis oleh karboksilase piruvat.

Pada gilirannya, sehingga oksaloasetat dapat berpartisipasi, itu harus dibuat untuk Malo untuk dehidrogenase mitokondria jahat. Enzim ini diangkut oleh mitokondria ke sitosol, di mana ia ditransformasikan lagi menjadi oksalooacetate oleh dehidrogenase jahat yang ditemukan dalam sitoplasma sel sel.

Tindakan aksi karboksicase fosfoenolpiruvate

Melalui aksi enzim fosphoenolpyruvate carboxiquinase (PEPCK), oksaloasetat dikonversi menjadi fosfoenolpiruvat. Reaksi masing -masing dirangkum di bawah ini:

Piruvat + co₂ + H₂O + ATP => Oxaloacetate + ADP + P_yo + 2h⁺

Oxaloacetate + GTP Fosfoenolpiruvat + co₂ + PDB

Semua peristiwa ini memungkinkan transformasi piruvat menjadi fosfoenolpyruvat tanpa intervensi kinase piruvat, yang spesifik untuk jalur glikolitik.

Namun, fosfoenoliruvat diubah menjadi fruktosa-1,6-bishosphate dengan aksi enzim glikolitik yang mengkatalisasi reaksi ini secara reversibel.

Dapat melayani Anda: alkohol primer: struktur, sifat, nomenklatur, contoh

Aksi enzim buah

Reaksi berikutnya yang memasok aksi fosfofutoquinase pada jalur glikolitik. Enzim fruktosa-1,6-bifosfat mengkatalisasi reaksi ini pada rute glukoneogenik, yang bersifat hidrolitik dan dirangkum di bawah ini:

Fruktosa-1,6-bishosphate + h₂SALAH SATU => Fruktosa-6-fosfat + p_yo

Ini adalah salah satu titik regulasi glukoneogenesis, karena enzim ini membutuhkan Mg²⁺ Untuk aktivitas Anda. Fruktosa-6-fosfat menderita reaksi isomerisasi yang dikatalisis oleh enzim fosfoglukoisomerase yang mengubahnya menjadi glukosa-6-fosfat.

Aksi enzim glukosa-6-fosfatase

Akhirnya, yang ketiga dari reaksi ini adalah konversi glukosa-6-fosfat menjadi glukosa.

Ini dihasilkan dengan aksi glukosa-6-fosfatase yang mengkatalisasi reaksi hidrolisis dan yang menggantikan aksi hexoquinase atau glikouchinase yang tidak dapat diubah dalam jalur glukolitik.

Glukosa-6-fosfat + h₂SALAH SATU => Glukosa + p_yo

Enzim glukosa-6-fosfatase ini terkait dengan retikulum endoplasma sel hati. Anda juga membutuhkan kofaktor mg²⁺ Untuk menjalankan fungsi katalitiknya.

Lokasinya menjamin fungsi hati sebagai synthesizer glukosa untuk memenuhi kebutuhan organ lain.

Prekursor glukoneogenik

Ketika tidak ada cukup oksigen dalam tubuh, seperti yang dapat terjadi pada otot dan eritrosit dalam kasus latihan yang berkepanjangan, fermentasi glukosa terjadi; yaitu, glukosa tidak sepenuhnya teroksidasi dalam kondisi anaerob dan oleh karena itu, laktat terjadi.

Produk yang sama ini bisa masuk darah dan dari sana mencapai hati. Di sana ia akan bertindak sebagai substrat glukoneogenik, karena ketika ia memasuki siklus cori, laktat akan menjadi piruvat. Transformasi ini disebabkan oleh aksi enzim laktat dehidrogenase.

Laktat

Laktat adalah substrat glukoneogenik penting dari tubuh manusia dan begitu cadangan glikogen habis, konversi glukosa laktat membantu mengisi kembali gudang glikogen di otot dan hati.

Piruvat

Di sisi lain, melalui reaksi yang membentuk apa yang disebut siklus glukosa-alanin, transaminasi piruvat terjadi.

Dapat melayani Anda: secbutil: struktur, karakteristik, nomenklatur, pelatihan

Ini ditemukan dalam jaringan hepatik ekstra, membuat transformasi piruvat menjadi alanin, yang merupakan substrat glukoneogenik yang penting.

Dalam kondisi puasa yang berkepanjangan yang ekstrem atau perubahan metabolisme lainnya, katabolisme protein akan, sebagai pilihan terakhir, merupakan sumber asam amino glikogenik. Ini akan membentuk perantara dari siklus Krebs dan menghasilkan oksaloasetat.

Gliserol dan lainnya

Gliserol adalah satu -satunya substrat glukoneogenik yang penting yang berasal dari metabolisme lipid.

Ini dilepaskan selama hidrolisis triasilgliserida, yang disimpan dalam jaringan adiposa. Ini ditransformasikan melalui fosforilasi berturut -turut dan reaksi dehidrogenasi terhadap fosfat dihydroxyacetone, yang mengikuti rute glukoneogenik untuk membentuk glukosa.

Di sisi lain, beberapa asam rantai lemak bersifat glukoneogenik.

Regulasi glukoneogenesis

Salah satu kontrol pertama glukoneogenesis dilakukan dengan asupan makanan dengan kandungan karbohidrat rendah, yang menyebabkan kadar glukosa darah normal.

Sebaliknya, jika asupan karbohidrat rendah, rute glukoneogenesis akan menjadi penting untuk memenuhi kebutuhan glukosa organisme.

Ada faktor -faktor lain yang terlibat dalam regulasi timbal balik antara glikolisis dan glukoneogenesis: kadar ATP. Saat glikolisis tinggi dihambat, saat glukoneogenesis diaktifkan.

Yang sebaliknya terjadi dengan level AMP: jika mereka tinggi, glikolisis diaktifkan, tetapi glukoneogenesis dihambat.

Dalam reaksi yang dikatalisis oleh enzim spesifik dalam glukoneogenesis ada titik kontrol tertentu. Yang? Konsentrasi substrat enzimatik dan kofaktor seperti Mg²⁺, dan keberadaan aktivator seperti kasus fosfofruceraquinase.

Fosfofrucerachinase diaktifkan oleh AMP dan pengaruh insulin, glukagon dan bahkan beberapa hormon pankreas glukokortikoid.

Referensi

1. Mathews, Holde dan Ahern. (2002). Biokimia (ke -3. ed.).  Madrid: Pearson
2. Wikibooks (2018). Prinsip biokimia/ glukoneogenesis dan glikogenesis. Diambil dari: di.Wikibooks.org
3. Shashikant Ray. (2017). Peraturan, pengukuran, dan gangguan glukoneogenesis. Diambil dari: ResearchGate.bersih
4. Gluconeogenesis [PDF]. Diambil dari: imed.Stanford.Edu
5. Kuliah 3-glikolisis dan glikoneogenesis [PDF]. Diambil dari: chem.UWEC.Edu
6. Gluconeogenesis [PDF]. Diambil dari: Kimia.Creighton.Edu