glucide tot.ppt
TRANSCRIPT
GlucideleGlucidele sunt compuşi polihidroxicarbonilici şi derivaţii lor.sunt compuşi polihidroxicarbonilici şi derivaţii lor.
Rolul:Rolul:1.1. Energetic- furnizează 50-70% din energia totală care se Energetic- furnizează 50-70% din energia totală care se
produce în organismproduce în organism2.2. Structural – sunt elemente constitutive ale membranelor Structural – sunt elemente constitutive ale membranelor
biologicebiologice3.3. Intră în componenmţa AN şi a Co (NAD, FAD, HSCoA)Intră în componenmţa AN şi a Co (NAD, FAD, HSCoA)4.4. De sprijin- formează substanţa fundamentală a ţesutului De sprijin- formează substanţa fundamentală a ţesutului
conjuconjunnctiv (condroitinsulfaţii)ctiv (condroitinsulfaţii)5.5. AnticoagulantAnticoagulant - heparina- heparina6.6. Funcţie hidroosmotică şi ionoreglatoare (datorită Funcţie hidroosmotică şi ionoreglatoare (datorită
hidrofilităţii înalte şi sarcinii negative heteropolizaharidele hidrofilităţii înalte şi sarcinii negative heteropolizaharidele acide reţin apa şi cationiiacide reţin apa şi cationii))
7.7. Funcţie protectoare, mecanică (heteropolizaharide)Funcţie protectoare, mecanică (heteropolizaharide)
Clasificare: Clasificare: După comportarea la hidroliză se clasifică în:După comportarea la hidroliză se clasifică în:
––oze oze -- monozaharide monozaharide - ozide - oligozaharide şi polizaharide- ozide - oligozaharide şi polizaharide
Monozaharidele:Monozaharidele:a. după grupele funcţionale: a. după grupele funcţionale: aldoze şi cetozealdoze şi cetozeb. după numărul atomilor de carbon se impart în:b. după numărul atomilor de carbon se impart în: trioze (3C), tetroze (4 C), pentoze (5 C), hexoze (6 C) trioze (3C), tetroze (4 C), pentoze (5 C), hexoze (6 C)
OligozaharideleOligozaharidelede la 2 pînă la 10 resturi de monozaharidede la 2 pînă la 10 resturi de monozaharide:: di-di- , , tri-tri-
tetrazaharidetetrazaharidePolizaharidelePolizaharidele
mai mult de 10 resturi de monozaharidemai mult de 10 resturi de monozaharide: : - homohomopolizaharidepolizaharide - formate din monomeri identici - formate din monomeri identici- heteropolizaharideheteropolizaharide- diferiţi monomeri monozaharidici - diferiţi monomeri monozaharidici
(a. hialuronic, heparansulfaţii, keratansulfaţii)(a. hialuronic, heparansulfaţii, keratansulfaţii)
MONOMONOZAHARIDELEZAHARIDELE Proprietăţi:Proprietăţi:1.1. Substanţe incolore, solideSubstanţe incolore, solide2.2. Uşor solubile în apă, greu solubile în Uşor solubile în apă, greu solubile în
alcool, insolubile în eter şi cloroformalcool, insolubile în eter şi cloroform3.3. Cristalizează sub formă de cristale Cristalizează sub formă de cristale
albealbe4.4. Gust dulceGust dulce5.5. Sunt substanţe optic active, datorită Sunt substanţe optic active, datorită
existenţei în molecula sa a atomilor existenţei în molecula sa a atomilor de carbon asimetricide carbon asimetrici
Toate monozaharidele (ex. –Toate monozaharidele (ex. –dihidroxiacetona) conţin în moleculă dihidroxiacetona) conţin în moleculă atomi de carbon asimetrici – pot atomi de carbon asimetrici – pot prezenta mai mulţi prezenta mai mulţi stereoizomeri.stereoizomeri.
n n N=2 N=2 N-nr. izomerilor; n- nr. atomilor N-nr. izomerilor; n- nr. atomilor
de Cde C
Compuşii care au aceeaşi structură, dar diferă prin configuraţia Compuşii care au aceeaşi structură, dar diferă prin configuraţia spaţială – stereoizomerispaţială – stereoizomeri
Stereoizomerii optici care au aceeaşi formulă (şi prezintă aceleaşi Stereoizomerii optici care au aceeaşi formulă (şi prezintă aceleaşi proprietăţi fizico-chimice), dar se deosebesc numai prin sensul în proprietăţi fizico-chimice), dar se deosebesc numai prin sensul în care rotesc planul luminii polarizate – enantiomeri (se găsesc unul care rotesc planul luminii polarizate – enantiomeri (se găsesc unul faţă de celălalt – ca obiectul faţă de imaginea sa în oglindă). faţă de celălalt – ca obiectul faţă de imaginea sa în oglindă). Convenţional sunt notaţi: D şi LConvenţional sunt notaţi: D şi L
Aldotetrozele conţin 2C acimetrici (CAldotetrozele conţin 2C acimetrici (C*)*)- se prezintă sub forma a - se prezintă sub forma a patru stereoizomeri optici activi care formează 2 perechi de patru stereoizomeri optici activi care formează 2 perechi de enantiomerienantiomeri
Aldopentozele - 3 CAldopentozele - 3 C** - 8stereoizomeri, 4 perechi de enantiomeri; - 8stereoizomeri, 4 perechi de enantiomeri; aldohexozele - 4 Caldohexozele - 4 C** - 16 stereoizomeri- 8 perechi de enantiomeri - 16 stereoizomeri- 8 perechi de enantiomeri
C
D-Glyceraldehyde[(R) - (+) - Glyceraldehyde]
L-Glyceraldehyde[(S) - ( - ) - Glyceraldehyde]
C H
O
C OH
CH2OH
H
C H
O
CH2OH
C HHO
D-glucose L-glucose
C H
O
C OHH
C HHO
CH2OH
C OHH
C OHH
C H
O
CH2OH
C OHH
C HHO
C HHO
C HHO
Stereoizomerii care diferă prin configuraţia tuturor atomilor de Stereoizomerii care diferă prin configuraţia tuturor atomilor de CC** - - enantiomerienantiomeri
Stereoizomerii care diferă prin configuraţia a 1, maximum Stereoizomerii care diferă prin configuraţia a 1, maximum n-1 Cn-1 C** (din totalul de nr de C (din totalul de nr de C**) - ) - diastereoizomeridiastereoizomeri
Diastereoizomerii care diferă prin configuraţia unui singur Diastereoizomerii care diferă prin configuraţia unui singur CC** – – epimerepimer. Schimbarea configuraţiei unui C. Schimbarea configuraţiei unui C** - - epimerizareepimerizare
Enantiomerii se deosebesc între ei prinEnantiomerii se deosebesc între ei prin sensul de rotaţie sensul de rotaţie a planului luminii polarizate, a planului luminii polarizate, unghiul de rotaţie fiind unghiul de rotaţie fiind acelaşiacelaşi
Diastereoizomerii se deosebesc între ei Diastereoizomerii se deosebesc între ei prin proprietăţile prin proprietăţile fizico-chimice, precum şi prin valoarea unghiului sau fizico-chimice, precum şi prin valoarea unghiului sau sensul de rotaţie a planului luminii polarizatesensul de rotaţie a planului luminii polarizate
Compuşii optici se împart în 2 serii: D şi LCompuşii optici se împart în 2 serii: D şi L Monozaharidele care au configuraţia atomului de CMonozaharidele care au configuraţia atomului de C** cel mai cel mai
depărtat de gr. carbonil identică cu cea a Cdepărtat de gr. carbonil identică cu cea a C** din D GA- din D GA- seria D; iar cele avînd configuraţia aceluiaşi atom de C seria D; iar cele avînd configuraţia aceluiaşi atom de C identică cu cea a C din L GA – aparţin seriei Lidentică cu cea a C din L GA – aparţin seriei L
Un compus al seriei D poate fi levogir (-) sau dextrogir (+)Un compus al seriei D poate fi levogir (-) sau dextrogir (+) Majoritatea ozelor naturale aparţin seriei DMajoritatea ozelor naturale aparţin seriei D
Structurile ciclice ale monozaharidelorStructurile ciclice ale monozaharidelor Monozaharidele scheletul cărora e compus din 5 şi mai mulţi atomi de C, Monozaharidele scheletul cărora e compus din 5 şi mai mulţi atomi de C,
în soluţie capătă forma de structuri ciclice închise, în care unele grupe în soluţie capătă forma de structuri ciclice închise, în care unele grupe hidroxil interacţionează cu grupa carbonil în limita unei şi aceeiaşi hidroxil interacţionează cu grupa carbonil în limita unei şi aceeiaşi molecule.molecule.
Gruparea hidroxil apărută la fostul carbon carbonilic – hidroxil semiacetal Gruparea hidroxil apărută la fostul carbon carbonilic – hidroxil semiacetal sau glicozidic.sau glicozidic.
Monozaharidele, care conţin cicluri de 5atomi de C – furanozice; iar Monozaharidele, care conţin cicluri de 5atomi de C – furanozice; iar acelea cu 6 atomi de C – piranozice. acelea cu 6 atomi de C – piranozice.
Ca urmare a reacţiilor de ciclizare fostul C carbonilic devine Ca urmare a reacţiilor de ciclizare fostul C carbonilic devine CC**, adoptînd 2 configuraţii sterice diferite: , adoptînd 2 configuraţii sterice diferite: αα şi şi ββ anomer. anomer.
Stereoizomerul care are aceeşi configuraţie la C-1 ca şi Stereoizomerul care are aceeşi configuraţie la C-1 ca şi ultimul Cultimul C** - - αα anomer; de configuraţie contrară al acestor 2 anomer; de configuraţie contrară al acestor 2 atomi – atomi – ββanomer. anomer.
Proprietăţile chimice ale monozaharidelorProprietăţile chimice ale monozaharidelor Reducerea monozaharidelor- polialcooli (Gl- sorbitol; fructoză- Reducerea monozaharidelor- polialcooli (Gl- sorbitol; fructoză-
manitol sau sorbitolmanitol sau sorbitol Oxidarea ozelor: gr caronil – acizi aldonici, la gr alcool primar- acizi Oxidarea ozelor: gr caronil – acizi aldonici, la gr alcool primar- acizi
uroniciuronici Esterificarea ozelor cu acid fosforic – Gl 6 P; Fr 6 P.Esterificarea ozelor cu acid fosforic – Gl 6 P; Fr 6 P. Formarea glicozidelor (gr OH formează oxigen-eteri cu alţi compuşi Formarea glicozidelor (gr OH formează oxigen-eteri cu alţi compuşi
care conţin gr OH (de ex alcooli)care conţin gr OH (de ex alcooli)
DizaharideleDizaharidele Maltoza – 2 mol. de Maltoza – 2 mol. de αα glucopiranoze - leg. glucopiranoze - leg.
1,4 glicozidică1,4 glicozidică Zaharoza – Zaharoza – αα glucopiranoză+ glucopiranoză+ββ
fructofuranoză – leg. fructofuranoză – leg. α α 11- - ββ22 glicozidică glicozidică Lactoza – Lactoza – ββgalactopiranoză + galactopiranoză + αα
glucopiranoză glucopiranoză
POLIPOLIZZAHARIDELEAHARIDELE Homopolizaharidele: amidonul, glicogenul, celuloza -conţin unităţi Homopolizaharidele: amidonul, glicogenul, celuloza -conţin unităţi
monozaharidice repetetivemonozaharidice repetetive AmidonulAmidonul- de origine vegetală,reprezintă rezerva glucidică - de origine vegetală,reprezintă rezerva glucidică
principală. E constituit din 2 componente:principală. E constituit din 2 componente:
- amiloza (20%) – resturi de Gl, legate prin leg 1,4 glicozidice- amiloza (20%) – resturi de Gl, legate prin leg 1,4 glicozidice
- amilopectina (80%) – resturile de Gl se leagă prin leg. 1,6 glicozidice - amilopectina (80%) – resturile de Gl se leagă prin leg. 1,6 glicozidice
- Amiloza:Amiloza:
1.1. Masa molec a amilozei este de la mii la jumătate de Masa molec a amilozei este de la mii la jumătate de mlnmln.. 2.2. Formează micelii hidratate care dau cu iodul o coloraţie Formează micelii hidratate care dau cu iodul o coloraţie
albastrăalbastră
3.3. Configuraţia spaţială- Configuraţia spaţială- αα helix, pasul cuprinde 4-5 resturi de helix, pasul cuprinde 4-5 resturi de glicozilglicozil
- Amilopectina:Amilopectina:
1.1. Mm –este de ordinul zecilor şi sutelor de mlnMm –este de ordinul zecilor şi sutelor de mln
2.2. Formează sol. coloidale care dau cu iodul o coloraţie roşieFormează sol. coloidale care dau cu iodul o coloraţie roşie
3.3. Prezintă ramificări. Punctele de ramificări apar după 16 Prezintă ramificări. Punctele de ramificări apar după 16 radicali de Gl în lanţul exterior şi după 10 radicali de Gl – în radicali de Gl în lanţul exterior şi după 10 radicali de Gl – în cel interiorcel interior
GlicogenulGlicogenul de origine animalăde origine animală reprezintă forma de depozitare a Gl în organismul umanreprezintă forma de depozitare a Gl în organismul uman localizat în ţesutul muscular şi ficatlocalizat în ţesutul muscular şi ficat după structură se aseamănă cu amilopectina, dar are un grad de după structură se aseamănă cu amilopectina, dar are un grad de
ramificare mai mare – ramificaţiile exterioare –apar după 6-7 ramificare mai mare – ramificaţiile exterioare –apar după 6-7 resturi de Gl; iar cele interioare – după 3-5 unităţi de Glresturi de Gl; iar cele interioare – după 3-5 unităţi de Gl
În apă formează sol. coloidale, care cu iodul dau o coloraţie brun În apă formează sol. coloidale, care cu iodul dau o coloraţie brun roşcatăroşcată
Mm – este de ordinul mlnMm – este de ordinul mln
H O
OH
H
OHH
OH
CH 2OH
HO H
H
OHH
OH
CH 2OH
H
O
HH H O
OH
OHH
OH
CH 2
HH H O
H
OHH
OH
CH 2OH
H
OH
HH O
OH
OHH
OH
CH 2OH
H
O
H
O
1 4
6
H O
H
OHH
OH
CH 2OH
HH H O
H
OHH
OH
CH 2OH
HH
O1
OH
3
4
5
2
glycogen
CelulozaCeluloza polizaharid structural în lumea polizaharid structural în lumea
vegetală.vegetală. este alcătuit din resturi de este alcătuit din resturi de glucoză, glucoză,
unite prin legături unite prin legături -1,4-glicozidice-1,4-glicozidice
Digestia glucidelorDigestia glucidelor Începe în cavitatea bucală sub acţiunea Începe în cavitatea bucală sub acţiunea αα
amilazei salivare, care scindează leg. amilazei salivare, care scindează leg. αα 1,4 1,4 glicozidice din amidon (până laglicozidice din amidon (până la dextrine)dextrine)
Continuă în duoden sub acţiunea amilazei Continuă în duoden sub acţiunea amilazei pancreatice – (leg. 1,4 glicozidice), care pancreatice – (leg. 1,4 glicozidice), care scindează dextrinele până la maltoză . scindează dextrinele până la maltoză .
Leg Leg αα 1,6 glicozidice sunt scindate sub acţiunea 1,6 glicozidice sunt scindate sub acţiunea amilo-; oligo 1,6 glicozidazeamilo-; oligo 1,6 glicozidaze
Dizahaharidele se scindează sub acţiunea Dizahaharidele se scindează sub acţiunea maltazei; lactazei, zaharazei (se sintetizează în maltazei; lactazei, zaharazei (se sintetizează în enterocite)enterocite)
Celuloza nCeluloza nuu se scindează în TGI al omului se scindează în TGI al omului deoarece lipsesc enzimele deoarece lipsesc enzimele ββ 1,4 glicozidazele 1,4 glicozidazele
în TGI polizaharidele sunt scindate până la în TGI polizaharidele sunt scindate până la monozaharidemonozaharide
AbsorbţiaAbsorbţia Monozaharidele se absorb la nivelul intestinului subţireMonozaharidele se absorb la nivelul intestinului subţire Implică 2 mecanisme:Implică 2 mecanisme: Transport activ (necesită ATP şi Na)Transport activ (necesită ATP şi Na) Difuzie facilitatăDifuzie facilitată1.1. transportorul leagă la locuri separate atât Gl cât şi Na (legarea transportorul leagă la locuri separate atât Gl cât şi Na (legarea
Na creşte afinitatea pentru Gl)Na creşte afinitatea pentru Gl)2.2. pătruns în epiteliul intestinal, acesta este eliberat şi odată cu el pătruns în epiteliul intestinal, acesta este eliberat şi odată cu el
Gl. Gl- iese din celulă prin difuzie facilitată, iar Na este expulzat Gl. Gl- iese din celulă prin difuzie facilitată, iar Na este expulzat contra gradientului de concentraţie prin intervenţia ATP-azei, Na, contra gradientului de concentraţie prin intervenţia ATP-azei, Na, K dependentăK dependentă
Căile de metabolizare a GlCăile de metabolizare a Gl Reprezintă combustibil exelent pentru Reprezintă combustibil exelent pentru
ţesuturi (Gl- piruvat- Acetil CoA-COţesuturi (Gl- piruvat- Acetil CoA-CO2 2 şi şi HH22O)O)
Din Gl se sintetizează glicogenul, alte Din Gl se sintetizează glicogenul, alte monozaharidemonozaharide
Furnizează compuşi importanţi ca:Furnizează compuşi importanţi ca:1.1. Pentoze (utilizate în sinteza Pentoze (utilizate în sinteza
nucleotidelor şi AN)nucleotidelor şi AN)2.2. Acizi uronici –sinteza de proteoglicaniAcizi uronici –sinteza de proteoglicani3.3. Glicerol şi Acetil Co A – neolipogenezăGlicerol şi Acetil Co A – neolipogeneză4.4. NADPH- necesar biosintezei reductiveNADPH- necesar biosintezei reductive
Metabolismul glicogenuluiMetabolismul glicogenului Glicogenul – forma de depozitare a exesului de Glicogenul – forma de depozitare a exesului de
glucide, la care se face apel în faza catabolică a glucide, la care se face apel în faza catabolică a metabolismului. Depozitele de glicogen se găsesc metabolismului. Depozitele de glicogen se găsesc în muşchi (1% din greutate) şi în ficat (6%) din în muşchi (1% din greutate) şi în ficat (6%) din greutate. Ficatul utilizează glicogenul în scopul greutate. Ficatul utilizează glicogenul în scopul menţinerii glicemiei; iar muşchiul îşi satisface menţinerii glicemiei; iar muşchiul îşi satisface necesităţile proprii de Gl.necesităţile proprii de Gl.
În perioadele interprandiale glicogenul depozitat În perioadele interprandiale glicogenul depozitat în muşchi şi ficat este utilizat pentru obţinerea în muşchi şi ficat este utilizat pentru obţinerea glucozei.glucozei.
12-20 ore de inaniţie- reduc considerabil 12-20 ore de inaniţie- reduc considerabil conţinutul glicogenului în ficat; iar activitatea conţinutul glicogenului în ficat; iar activitatea musculară intensă – îl reduc în muşchimusculară intensă – îl reduc în muşchi
Sinteza de glicogen – glicogenogenezaSinteza de glicogen – glicogenogeneza Degradarea (scindarea) glicogenului – Degradarea (scindarea) glicogenului –
glicogenolizăglicogenoliză
Sinteza glicogenuluiSinteza glicogenului
Activarea Gl 1 fosfatActivarea Gl 1 fosfat E- Glucozo1fosfat uridiltransferazaE- Glucozo1fosfat uridiltransferazaglucozo-1-fosfat + UTP UDP-glucoză + PPi PPi + H2O 2 Pi
Transferul Gl pe capătul nereducător al Transferul Gl pe capătul nereducător al glicogenuluiglicogenului
E- glicogensintazaE- glicogensintazaglgliicogencogen((nn)) + UDP-gluco + UDP-glucozaza
gglliicogencogen(n +1 )(n +1 ) + UDP + UDP
Formarea leg 1,6 glicozidiceFormarea leg 1,6 glicozidice Glicogen-sintaza realizează legăturile 1,4-glicozidice. Glicogen-sintaza realizează legăturile 1,4-glicozidice. Formarea legăturilor 1,6-glicozidice se face cu participarea Formarea legăturilor 1,6-glicozidice se face cu participarea
enzimei de ramifiereenzimei de ramifiere – – amilo 1,4-1,6 transglicozidazaamilo 1,4-1,6 transglicozidaza şi implică transferul de resturi glicozil (cel puţin 6)şi implică transferul de resturi glicozil (cel puţin 6) l la C6 al a C6 al unui rest de glucozăunui rest de glucoză..
Reglarea glicogenezeiReglarea glicogenezei Reglarea glicogenosintezei se efectuiază la nivelul enzimei Reglarea glicogenosintezei se efectuiază la nivelul enzimei
glicogensintaza. glicogensintaza. Această Această EE se prezintă sub două forme inreconversibile prin se prezintă sub două forme inreconversibile prin
fosforilare-defosforlare. Forma fosforilată este inactivă în fosforilare-defosforlare. Forma fosforilată este inactivă în timp ce cea defosforilată este activată:timp ce cea defosforilată este activată:
kinaza (+ATP)kinaza (+ATP) Glicogensintaza defosfo Glicogensintaza fosfoGlicogensintaza defosfo Glicogensintaza fosfo (activă) (neactivă)(activă) (neactivă) fosfotaza (+H2O)fosfotaza (+H2O)
Insulina activează enzima glicogen-sintaza, astfel are loc Insulina activează enzima glicogen-sintaza, astfel are loc activarea sintezei glicogenului; glucagonul, adrenalina aactivarea sintezei glicogenului; glucagonul, adrenalina auu efect invers asupra acestei enzime. efect invers asupra acestei enzime.
Degradarea glicogenului (glicogenoliza)Degradarea glicogenului (glicogenoliza)
glgliicogencogen(n ) (n ) + P+ Pii glgliicogen cogen (n–1 )(n–1 ) + + glucoglucozozo-1--1-fosffosfatat
Enzima- glicogenfosforilaza (acţionează Enzima- glicogenfosforilaza (acţionează asupra leg. 1,4 glicozidice). asupra leg. 1,4 glicozidice).
glucose-1-phosphate
H O
OH
H
OHH
OH
CH 2OH
H
OPO32
H
Asupra leg. 1,6 glicozidice acţionează E de deramificare Asupra leg. 1,6 glicozidice acţionează E de deramificare (amilo1,4-1,6 glucantransferazică)- transferă 3 (amilo1,4-1,6 glucantransferazică)- transferă 3 unităţi zaharidice de pe un lanţ pe altulunităţi zaharidice de pe un lanţ pe altul
Glucozo-6-fosfat – fructozo -6-fosfat---- Glucozo-6-fosfat – fructozo -6-fosfat---- glicoliză- piruvat-DOP-C Krebs (ţ. muscular- glicoliză- piruvat-DOP-C Krebs (ţ. muscular- sursă de energie pentru el)sursă de energie pentru el)
glucoglucozozo-6--6-fosfatfosfat + H + H22OO glucoglucozaza + P + Pii – ficat – ficat
Glicogen Glucoza
Hexokina sau Glucokinaza
Glucose-6-Pase Glucozo-1-P Glucozo-6-P Glucoza + Pi Glicoliza
PIRUVAT METABOLISMUL Gl in ficat
Reglarea glicogenolizeiReglarea glicogenolizeiAdrenalina , glucagonul
adenilatciclaza
ATP AMPc+PP
Proteinkinaza
Fosforilazkinaza
n - PKa
Fosforilazkinaza n ---fosforilazkinaza a
Fosforilaza n(defosfo)
Fosforilaza a(fosforilată)
Degradarea glicogenului
GLICOLIZAGLICOLIZA
GLUCONEOGENEZAGLUCONEOGENEZA
GlicoliGlicolizaza Scindarea Gl în condiţii aerobe până Scindarea Gl în condiţii aerobe până
la COla CO22 şi H şi H22O (38 sau 36 mol de ATP); O (38 sau 36 mol de ATP); în condiţii anaerobe până la 2 mol de în condiţii anaerobe până la 2 mol de acid lactic (2 mol de ATP)acid lactic (2 mol de ATP)
Localizarea: citoplasmăLocalizarea: citoplasmă
1. Fosforilarea Gl1. Fosforilarea Gl
2. 2. Izomerizarea Gl 6 P în Fr 6 PIzomerizarea Gl 6 P în Fr 6 P
3. 3. Fosforilarea Fr 6 PFosforilarea Fr 6 P
4. Scindarea Fr 1,6 di fosfatului în 2 4. Scindarea Fr 1,6 di fosfatului în 2 trioze fosfattrioze fosfat
5. 5. Izomerizarea triozofosfaţilorIzomerizarea triozofosfaţilor
6. DH şi fosforilarea 6. DH şi fosforilarea gliceraldehidfosfatuluigliceraldehidfosfatului
7. Fosforilare la nivel de substrat7. Fosforilare la nivel de substrat
8. 8. Transformarea 3 fosfogliceratului în Transformarea 3 fosfogliceratului în 2 fosfoglicerat2 fosfoglicerat
9. Dehidratarea 2 fosfogliceratului9. Dehidratarea 2 fosfogliceratului
10. a 2 fosforilare la nivel de 10. a 2 fosforilare la nivel de substratsubstrat
În condiţii anaerobe: În condiţii anaerobe: 11. Reducerea piruvatului11. Reducerea piruvatului
Bilanţul energetic al glicolizei aerobeBilanţul energetic al glicolizei aerobe
GLUKONEOGENEZAGLUKONEOGENEZA
GLUKONEOGENEZAGLUKONEOGENEZA
SinSinteza Gl din produşi neglucidici:teza Gl din produşi neglucidici: Din piruvatDin piruvat LactatLactat AAAA GlicerolGlicerol OAOA Sunt reacţiile inverse ale glicolizei cu Sunt reacţiile inverse ale glicolizei cu
excepţia a 3 reacţii ireversibile: a10, a 3 şi excepţia a 3 reacţii ireversibile: a10, a 3 şi 1.1.
Deaceea există 3 căi de ocolireDeaceea există 3 căi de ocolire
I cale de ocolireI cale de ocolire::Transformarea piruvatului în PEPTransformarea piruvatului în PEP
PiruvatPiruvatccarboarboxxilazailaza Piruvat + HCOPiruvat + HCO33
-- + ATP + ATP oxaloacetat + ADP + P oxaloacetat + ADP + Pii
PEP cPEP carboarboxxiikikinazanaza : :ooxxaloacetataloacetat + GTP + GTP PEP + GDP + CO PEP + GDP + CO22
SumarSumar: Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP : Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP + Pi + 2H++ Pi + 2H+
II cale de ocolire:II cale de ocolire:transformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfattransformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfat
fructozafructoza-1,6--1,6-didissfosfatazafosfataza:: fructozafructoza-1,6--1,6-ddiP + HiP + H22O O fructoza fructoza -6-P -6-P
+ P+ Pii
III cale de ocolire:III cale de ocolire:transformarea Gl 6 fosfat în GLtransformarea Gl 6 fosfat în GL
glucozaglucoza-6--6-fosfatazafosfataza:: glucozaglucoza-6--6-fosfatfosfat+ H+ H22O O glucozaglucoza + P + Pii
Reacţia sumarăReacţia sumară
Glicoliză:Glicoliză: Glucoza +2NAD+ +2ADP +2Pi Glucoza +2NAD+ +2ADP +2Pi 2 piruvat +2NADH +2ATP2 piruvat +2NADH +2ATP
Gluconeogeneză:Gluconeogeneză:
2Piruvat+2NADH +4ATP+2GTP 2Piruvat+2NADH +4ATP+2GTP Glucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP Glucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP
+6Pi+6Pi
Reglarea glicolizei şi Reglarea glicolizei şi gluconeogenezeigluconeogenezei
GlicoliGlicoliza:za:
1.1. Hexokinaza/ glucokinaza (1)Hexokinaza/ glucokinaza (1)
2.2. Fosfofructokinaza (3)Fosfofructokinaza (3)
3.3. Piruvatkinaza (10)Piruvatkinaza (10) Gluconeogeneza:Gluconeogeneza:
1.1. Piruvatcarboxilaza şi PEPcarboxikinazaPiruvatcarboxilaza şi PEPcarboxikinaza
2.2. Fructozo -1,6- difosfatazaFructozo -1,6- difosfataza
3.3. Gl 6 fosfatazaGl 6 fosfataza
Reglarea glicolizei şi Reglarea glicolizei şi gluconeogenezeigluconeogenezei
Reglarea glicolizei şi Reglarea glicolizei şi gluconeogenezeigluconeogenezei
Gluconeogeneza din lactatGluconeogeneza din lactat Lactat +NADH+H Piruvat +NADLactat +NADH+H Piruvat +NAD
E - LDHE - LDH
Gluconeogeneza din AAGluconeogeneza din AA
Gluconeogeneza din glicerolGluconeogeneza din glicerol
Večina ogljikovih
hidratov se absorbira skozi intestinalni trakt
v obliki glukoze.glukoze.
Surovine za človeški organizem: polimeri:
ŠKROBin GLIKOGEN
Amilaza (pH 6,8) v slini- dekstrani, mešanica-amilaza (pankreas) – disaharidi, trisaharidi
Maltaza, sukraza, laktaza, trehalaza (tanko črevo) - glukoza
Glukoza in Na+ ioni vstopajo skozi membrano skupaj
Na+ ioni se vračajo skozi membrano skupaj z K+ ioni
Glukoza se skozi transporterje (GLUT 5)
ne notranji strani endotelijskih celic
prenese v kri
GLUKOZNI TRANSPORTERJI (GLUT 1-5) – enojni GLUKOZNI TRANSPORTERJI (GLUT 1-5) – enojni polipeptidi z karakterističnimi transmembranskimi deli polipeptidi z karakterističnimi transmembranskimi deli
(1-12)(1-12)
GLUT 1GLUT 1:: v vseh sesalskih celicah – konstanten transport glukoze (Km = 1mM) v vseh sesalskih celicah – konstanten transport glukoze (Km = 1mM) GLUT 2GLUT 2: hepatocite in pankreatične beta celice (Km = 15 - 20mM): hepatocite in pankreatične beta celice (Km = 15 - 20mM) GLUT 3:GLUT 3: v vseh sesalskih celicah – konstanten transport glukoze (Km = 1mM)v vseh sesalskih celicah – konstanten transport glukoze (Km = 1mM) GLUT 4:GLUT 4: znotraj celic v mišicah in adipozi (k membrani pod vplivom insulina(Km znotraj celic v mišicah in adipozi (k membrani pod vplivom insulina(Km
= 5mM))= 5mM)) GLUT5GLUT5:: endotelijske intestinalne celice (prenos glukoze v kri) endotelijske intestinalne celice (prenos glukoze v kri)
GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V CELICAH - eritrocitiCELICAH - eritrociti
TRANSPORT GLUKOZE V CELICO
FOSFORILACIJA GLUKOZE Z HEKSOKINAZO
GLIKOLIZA
TRANSPORT LAKTATA IZ
CELICE
POT PENTOZA FOSFTATA
GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V CELICAH - možganiCELICAH - možgani
TRANSPORT GLUKOZE V CELICO
FOSFORILACIJA GLUKOZE Z HEKSOKINAZO
GLIKOLIZA
TCA CIKEL
POT PENTOZA FOSFTATA
GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V CELICAH-mišično tkivo in srceCELICAH-mišično tkivo in srce
TRANSPORT GLUKOZE V CELICO
FOSFORILACIJA GLUKOZE Z HEKSOKINAZO
GLIKOLIZA
TCA CIKEL
POT PENTOZA FOSFTATA
GLIKOGENEZA
GLIKOGENOLIZA
TRANSPORT MLEČNE KISLINE IZ
CELICE
GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V CELICAH-adipozno tkivoCELICAH-adipozno tkivo
TRANSPORT GLUKOZE V CELICO
FOSFORILACIJA GLUKOZE Z
HEKSOKINAZO
GLIKOLIZA
LIPOGENEZA
POT PENTOZA FOSFTATA
GLIKOGENEZA
GLIKOGENOLIZA
GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V CELICAH - jetraCELICAH - jetra
TRANSPORT GLUKOZE V CELICO
FOSFORILACIJA GLUKOZE Z HEKSOKINAZO
GLIKOLIZA
LIPOGENEZA
POT PENTOZA FOSFTATA
GLIKOGENEZA
GLIKOGENOLIZA
TRANSPORT MLEČNE KISLINE IZ
CELICE
TCA CIKEL
HIDROLIZA GLUKOZA-6-FOSFATA IN
TRANSPORT GLUKOZE IZ CELICE
SINTEZA GLUKURONIDOV
(detoksifikacija drog in bilirubina s
konjugacijo – pot glukuronske kisline
Ko zmanjka kisika (npr.preveč dela v mišicah) = končni produkt LAKTAT
V večini tkiv = končni produkt PIRUVAT
OKSIDACIJA GLUKOZE - GLIKOLIZAGLIKOLIZA
GLIKOLIZA – Embden-GLIKOLIZA – Embden-Meyerhof ciklusMeyerhof ciklus
modro – substrati
Zeleno – encimi
Rdeče- visoko energijski intermediati – za sintezo ATP
GLIKOLIZA – Embden-Meyerhof ciklusGLIKOLIZA – Embden-Meyerhof ciklus
1. 1. Heksokinaza (ali glukokinaza)Heksokinaza (ali glukokinaza) katalizirakatalizira: : glukoza glukoza + ATP+ ATP glukozaglukoza-6-P + ADP-6-P + ADP
Reakcija poteka z nukleofilnim napadom naReakcija poteka z nukleofilnim napadom na C6 C6 hidroksilni hidroksilni O O glukoze inglukoze in nana P P terminalnega fosfataterminalnega fosfata ATP. ATP.
ATP ATP se veže na encim kot kompleks zse veže na encim kot kompleks z MgMg++++. . MgMg++++ reagira z reagira z negativno nabitimi kisikovimi atomi fosfata – kompenzacija negativno nabitimi kisikovimi atomi fosfata – kompenzacija nabojev in promocija favorizirane konformacije ATP na nabojev in promocija favorizirane konformacije ATP na aktivnem mestu heksokinaze.aktivnem mestu heksokinaze. G = visoko negativna-G = visoko negativna-spontana reakcija. spontana reakcija.
Glukokinaza / heksokinaza = različne oblike encima, ki katalizirata Glukokinaza / heksokinaza = različne oblike encima, ki katalizirata enako reakcijo:enako reakcijo:
Vezava glukoze na heksokinazo promovira velike konformacijske Vezava glukoze na heksokinazo promovira velike konformacijske spremembe encima s stabilizacijo alternativne spremembe encima s stabilizacijo alternativne konformacijekonformacije v v kateri: kateri:
jeje C6 C6 hidroksilna skupina vezane glukoze blizu terminalnega hidroksilna skupina vezane glukoze blizu terminalnega fosfata ATP – promocija katalize. fosfata ATP – promocija katalize.
Voda se izloči Voda se izloči iziz aktivnega mesta encimaaktivnega mesta encima. . Na ta način je Na ta način je inhibirana hidroliza ATP. inhibirana hidroliza ATP.
Strukturna fleksibilnostStrukturna fleksibilnost dovoljuje dostop do aktivnega mesta dovoljuje dostop do aktivnega mesta in ohranja precizno pozicijo aktivnega mesta encima – po in ohranja precizno pozicijo aktivnega mesta encima – po vezavi substrat-encim – značilna konformacija kompleksa. vezavi substrat-encim – značilna konformacija kompleksa.
glucose
Hexokinase
22. . Fosfoglukoza izomerazaFosfoglukoza izomeraza katalizira naslednjo stopnjo katalizira naslednjo stopnjo glikolizeglikolize: : gluglukozakoza-6-P-6-P (aldo (aldozze) e) frufrukktotozaza-6-P-6-P (keto (ketozaza) )
Mehanizem vključuje kislinsko/bazno katalizo z odprtjem Mehanizem vključuje kislinsko/bazno katalizo z odprtjem obroča, izomerizacija teče skozi obroča, izomerizacija teče skozi enediolat intermediatenediolat intermediata , a , ki ki zapre obročzapre obroč. .
H O
O H
H
O HH
O H
CH 2 O PO 32
H
O H
H
1
6
5
4
3 2
CH 2 O PO 32
O H
CH 2 O H
H
O H H
H HO
O6
5
4 3
2
1
g lu c o s e - 6 - p h o s p h a te f r u c to s e - 6 - p h o s p h a te P h o s p h o g lu c o s e Is o m e r a s e
H O
O H
H
O HH
O H
CH 2 O PO 32
H
O H
H
1
6
5
4
3 2
CH 2 O PO 32
O H
CH 2 O H
H
O H H
H HO
O6
5
4 3
2
1
g lu c o s e - 6 - p h o s p h a te f r u c to s e - 6 - p h o s p h a te P h o s p h o g lu c o s e Is o m e r a s e
3. Fosfofruktokinaza katalizira: fruktoza-6-P + ATP fruktoza-1,6-bisP + ADP
Ta zelo spontana (eksergona) reakcija teče po mehanizmu podobnem katalizi heksokinaze. Katalizirana reakcija s fosfofruktokinazo je omejujoča stopnja v glikolizi. Encim je močno reguliran.
CH 2 O PO 32
O H
CH 2 O H
H
O H H
H HO
O6
5
4 3
2
1 CH 2 O PO 32
O H
CH 2 O PO 32
H
O H H
H HO
O6
5
4 3
2
1
A T P A D P
M g 2 +
f r u c t o s e - 6 - p h o s p h a t e f r u c t o s e - 1 , 6 - b i s p h o s p h a t e
P h o s p h o f r u c t o k i n a s e
4. Aldolaza katalizira: fruktoza-1,6-bisfosfat dihidroksiaceton-P + gliceralaldehid-3-P
Reakcija je cepitev aldolnega obroča.
V produktih reakcije pride do preštevilčenja C-atomov.
6
5
4
3
2
1 CH 2 O PO 32
C
C
C
C
CH 2 O PO 32
O
HO H
H O H
H O H
3
2
1
CH 2 O PO 32
C
CH 2 O H
O
C
C
CH 2 O PO 32
H O
H O H+
1
2
3
f ru c to s e -1 ,6 - b is p h o s p h a te
A ld o la s e
d ih y d ro x y a c e to n e g ly c e ra ld e h y d e -3 - p h o s p h a te p h o s p h a te
T rio s e p h o s p h a te Is o m e ra s e
Ostanek lizina na aktivnem mestu encima sodeluje v katalizi reakcije katalizirane z aldolazo. Keto skupina fruktoze-1,6-bisfosfata reagira z -amino skupino aktivnega mesta lizina in tvori protoniran intermediat Schiffove baze.
Sledi cepitev vezi med C3 & C4.
CH2OPO3
2
C
CH
C
C
CH2OPO32
NH
HO
H OH
H OH
(CH2)4 Enzyme
6
5
4
3
2
1
+
Schiff base intermediate of Aldolase reaction
H3N+ C COO
CH2
CH2
CH2
CH2
NH3
H
lysine
5. Izomeraza trioze fosfata (TIM) katalizira: dihidroksiaceton-P gliceraldehid-3-P
Glikoliza se nadaljuje od gliceraldehida-3-P. Keq favorizira
obliko dihidroksiaceton-P. Odstranitev gliceraldehida-3-P teče z naslednjo stopnjo v glikolizi.
6
5
4
3
2
1 CH 2 O PO 32
C
C
C
C
CH 2 O PO 32
O
HO H
H O H
H O H
3
2
1
CH 2 O PO 32
C
CH 2 O H
O
C
C
CH 2 O PO 32
H O
H O H+
1
2
3
f ru c to s e -1 ,6 - b is p h o s p h a te
A ld o la s e
d ih y d ro x y a c e to n e g ly c e ra ld e h y d e -3 - p h o s p h a te p h o s p h a te
T rio s e p h o s p h a te Is o m e ra s e
Konverzija aldoza/ketoza vključuje kislinsko/bazno katalizo via intermediatov:enediola in fosfoglukozne izomeraze.
Aktivna mesta Glu and His dajeta protone pri tej katalizi.
C
C
CH 2 O PO 32
O
C
C
CH 2 O PO 32
H O
H O H
C
C
CH 2 O PO 32
H O H
O H
H
H O H H + H + H + H +
d i h y d r o x y a c e t o n e e n e d i o l g l y c e r a l d e h y d e - p h o s p h a t e i n t e r m e d i a t e 3 - p h o s p h a t e
T r i o s e p h o s p h a t e I s o m e r a s e
C
CH 2 O PO 32
O O
C
CH 2 O PO 32
HC O
O H
p r o p o s e d e n e d i o l a t e
i n t e r m e d i a t e
p h o s p h o g l y c o l a t e t r a n s i t i o n s t a t e
a n a l o g
2-fosfoglikolat je vmesna oblika ki se tesno veže na aktivno mesto encima Trioza fosfat izomeraza (TIM).
Je inhibitor TIM in podoben intermediatu enediolatu.
TIM smatramo kot “perfekten encim." Reakcijska stopnja je odvisna samo od koncentracije substrata, ki je vezan z encimom.
C
C
CH 2 O PO 32
H O
H O H
C
C
CH 2 O PO 32
O O PO 32
H O H+ P i
+ H +
N A D + N A D H 1
2
3
2
3
1
g l y c e r a l d e h y d e - 1 , 3 - b i s p h o s p h o - 3 - p h o s p h a t e g l y c e r a t e
G l y c e r a l d e h y d e - 3 - p h o s p h a t e D e h y d r o g e n a s e
6. gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza katalizira: gliceraldehid-3-P + NAD+ + Pi 1,3-bisfosfatglicerat + NADH + H+
C
C
CH 2 O PO 32
H O
H O H
C
C
CH 2 O PO 32
O O PO 32
H O H+ P i
+ H +
N A D + N A D H 1
2
3
2
3
1
g l y c e r a l d e h y d e - 1 , 3 - b i s p h o s p h o - 3 - p h o s p h a t e g l y c e r a t e
G l y c e r a l d e h y d e - 3 - p h o s p h a t e D e h y d r o g e n a s e
Eksergona oksidacijaEksergona oksidacija gl gliceraldehidiceraldehid-3--3-fosfata v fosfata v karboksilno kislinokarboksilno kislino, , vodi do tvorbe acilfosfatavodi do tvorbe acilfosfata = = “visoko energetska vez”“visoko energetska vez”((~P~P). ).
To je edina stopnja v glikolizi, kjer seTo je edina stopnja v glikolizi, kjer se NAD NAD++ reducira vreducira v NADH.NADH.
Cistein tiol Cistein tiol na aktivnem mestu na aktivnem mestu gliceraldehidgliceraldehid-3--3-fosfatfosfat dehidrogenaze:dehidrogenaze:
GliceraldehidGliceraldehid-3--3-fosfat reagira s cistein fosfat reagira s cistein tiolom in tvori intermediattiolom in tvori intermediat tiohemiacetaltiohemiacetal..
H3N+ C COO
CH2
SH
H
cysteine
C
C
CH2OPO32
H O
H OH
1
2
3
glyceraldehyde-3- phosphate
““Visoko energetskiVisoko energetski” ” acil tioester napadeacil tioester napade P Pii in in
tvoritvori ac acilfosfatilfosfat ( (~P~P). ).
CH CH2OPO32
OHEnz-Cys SH
Enz-Cys S CH CH CH2OPO32
OHOH
Enz-Cys S C CH CH2OPO32
OHO
HC
NAD +
NADH
Enz-Cys SH
Pi
C CH CH2OPO32
OHO
O3PO2
O
glyceraldehyde-3-phosphate
1,3-bisphosphoglycerate
thiohemiacetal intermediate
acyl-thioester intermediate
Oksidacija do karboksilne kisline (v ~ tioestru) kot posledica redukcije NAD+ v NADH.
NAD+ sprejme 2 e in H+ (v obliki hidrida) –pretvorba v reducirano obliko NADH.
N
R
H
CN H 2
O
N
R
CN H 2
OH H
+
2 e + H
+
N A D + N A D H
C
C
CH 2 O PO 32
O O PO 32
H O H
C
C
CH 2 O PO 32
O O
H O H
A D P A T P
1
22
3 3
1
M g 2+
1 , 3 - b i s p h o s p h o - 3 - p h o s p h o g l y c e r a t e g l y c e r a t e
P h o s p h o g l y c e r a t e K i n a s e
7. Fosfoglicerat kinaza katalizira: 1,3-bisfosfatglicerat+ ADP 3-fosfoglicerat + ATPTransfer fosfata je reverzibilen (nizka G), ker se ena vez ~P cepi & druga sintetizira. Encim preide v konformacijsko drugo obliko pod vplivom substrata, podobno kot heksokinaza.
C
C
CH 2 O H
O O
H O PO 32
2
3
1C
C
CH 2 O PO 32
O O
H O H2
3
1
3 - p h o s p h o g l y c e r a t e 2 - p h o s p h o g l y c e r a t e
P h o s p h o g l y c e r a t e M u t a s e
8. Fosfoglicerat mutaza katalizira: 3-fosfoglicerat fosfoglicerat
Fosfat se prenese iz OH na C3 do OH na C2.
C
C
CH 2 O H
O O
H O PO 32
2
3
1C
C
CH 2 O PO 32
O O
H O H2
3
1
3 - p h o s p h o g l y c e r a t e 2 - p h o s p h o g l y c e r a t e
P h o s p h o g l y c e r a t e M u t a s e
C
C
CH2OPO32
O O
H OPO32
2
3
1
2,3-bisphosphoglycerate
Aktivno mesto histidina - stranska veriga sodeluje v transferju Pi z dajanjem & sprejemom fosfata. Proces teče preko 2,3-bisfosfat intermediata..
H3N+ C COO
CH2
CHN
HC NH
CH
H
histidine
C
C
CH 2 O H
O O
H O PO 32
2
3
1C
C
CH 2
O O
O PO 32
2
3
1
+ H 2 O
2 - p h o s p h o g l y c e r a t e p h o s p h o e n o l p y r u v a t e
E n o l a s e
9. Enolaza katalizira
2-fosfoglicerat fosfoenolpiruvat+ H2O
Reakcija hidrolize je odvisna od Mg++-in inhibirana s fluoridom.
Fluorofosfat tvori kompleks z Mg++ na aktivnem mestu encima.
C
C
CH 2 O H
O O
H O PO 32
2
3
1C
C
CH 2
O O
O PO 32
2
3
1
+ H 2 O
2 - p h o s p h o g l y c e r a t e p h o s p h o e n o l p y r u v a t e
E n o l a s e
10. Piruvat kinaza katalizira: fosfoenolpiruvat + ADP piruvat + ATP
C
C
CH 3
O O
O2
3
1A D P A T PC
C
CH 2
O O
O PO 32
2
3
1 C
C
CH 2
O O
O H2
3
1
p h o s p h o e n o l p y r u v a t e e n o l p y r u v a t e p y r u v a t e
P y r u v a t e K i n a s e
Transfer fosfata iz PEP na ADP je spontana reakcija.
Odcepitev Pi iz PEP tvori enol, ki se spontano pretvori v keto obliko piruvata.
Za reakcijo so potrebni kationi K+ in Mg++ ki se vežejo na aktivnem mestu piruvat kinaze.
C
C
CH 3
O O
O2
3
1A D P A T PC
C
CH 2
O O
O PO 32
2
3
1 C
C
CH 2
O O
O H2
3
1
p h o s p h o e n o l p y r u v a t e e n o l p y r u v a t e p y r u v a t e
P y r u v a t e K i n a s e
Hexokinase
Phosphofructokinase
glucose Glycolysis
ATP
ADP glucose-6-phosphate
Phosphoglucose Isomerase
fructose-6-phosphate
ATP
ADP fructose-1,6-bisphosphate
Aldolase
glyceraldehyde-3-phosphate + dihydroxyacetone-phosphate
Triosephosphate Isomerase Glycolysis continued
Hexokinase
Phosphofructokinase
glucose Glycolysis
ATP
ADP glucose-6-phosphate
Phosphoglucose Isomerase
fructose-6-phosphate
ATP
ADP fructose-1,6-bisphosphate
Aldolase
glyceraldehyde-3-phosphate + dihydroxyacetone-phosphate
Triosephosphate Isomerase Glycolysis continued
Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase
Phosphoglycerate Kinase
Enolase
Pyruvate Kinase
glyceraldehyde-3-phosphate
NAD+ + Pi
NADH + H+
1,3-bisphosphoglycerate
ADP
ATP
3-phosphoglycerate
Phosphoglycerate Mutase
2-phosphoglycerate H2O
phosphoenolpyruvate
ADP
ATP pyruvate
Energetska bilancaEnergetska bilanca zaza~P~P vezivezi ATP: ATP: 2 ATP 2 ATP se porabitase porabita 4 ATP 4 ATP tvorijotvorijo (2 (2 iz vsakega odiz vsakega od 3C 3C fragmentov fragmentov
glukozeglukoze) ) Net Net tvorbatvorba 2 ~P2 ~P vezivezi ATPATP na 1 molekulo glukozena 1 molekulo glukoze. .
GlikolizaGlikoliza – – skupna reakcijaskupna reakcija, , brezbrez H H++: : gluglukozakoza + 2 NAD + 2 NAD++ + 2 ADP + 2 P + 2 ADP + 2 Pii 2 2 piruvatpiruvat + 2 NADH + 2 ATP + 2 NADH + 2 ATP
VV aerobaerobnihnih organizmihorganizmih:: piruvatpiruvat , ki se tvori v glikolizi se pretvori v, ki se tvori v glikolizi se pretvori v CO CO22 via via
Krebs Krebs ciklusaciklusa NADHNADH v glikoliziv glikolizi & Krebs & Krebsovemovem ciklusu se reoksidira ciklusu se reoksidira
skozi dihalno verigo z tvorbo dodatnih molekulskozi dihalno verigo z tvorbo dodatnih molekul ATP. ATP.
C
C
CH 3
O
O
O
C
H C
CH 3
O
O H
ON A D H + H + N A D +
L a c t a t e D e h y d r o g e n a s e
p y r u v a t e l a c t a t e
Skeletne mišice fermentirajo glukozo v laktat med intenzivnim aktivnim delom.
Laktat, ki se izloči v kri se lahko uporabi v drugih tkivih ali pa se konvertira preko laktatne dehidrogenaze nazaj v piruvat – ponovni prenos v Krebsov ciklus.
V anaerobnih pogojih: laktatna dehidrogenaza katalizira redukcijo keto skupine piruvata v hidroksilno skupino in tvorbo laktata, NADH se oksidira v NAD+.
C
C
CH 3
O
O
O
C
H C
CH 3
O
O H
ON A D H + H + N A D +
L a c t a t e D e h y d r o g e n a s e
p y r u v a t e l a c t a t e
Laktat je prav tako lahko izvor energije za nevrone in možgane.
Astrocite ki obdajajo in varujejo nevrone v možganih fermentirajo glukozo do laktata –izločitev iz celic. Prevzem laktata iz dotikajočih se nevronov in pretvorba v piruvat – oksidacija v Krebsovem ciklusu.
HeksokinazaHeksokinaza jeje inhibiinhibiranarana s produktoms produktom gluglukozokozo--6-6-fosfatomfosfatom – kompetitivna inhibicija – kot tudi z – kompetitivna inhibicija – kot tudi z alosteričnimi interakcijami. alosteričnimi interakcijami.
H O
O H
H
O HH
O H
CH 2O H
H
O H
H H O
O H
H
O HH
O H
CH 2O PO 32
H
O H
H
23
4
5
6
1 1
6
5
4
3 2
A T P A D P
M g 2+
glu co se g lu co se -6 -p h osp h ate
H ex ok in ase
Glukokinaza se nahaja v jetrih z visokoGlukokinaza se nahaja v jetrih z visoko K KMM glukozo, kar dopušča glukozo, kar dopušča jetrom da shranjujejo glukozo kot glikogen, takrat ko je jetrom da shranjujejo glukozo kot glikogen, takrat ko je koncentracija glukoze v krvi visoka. koncentracija glukoze v krvi visoka. Inhibicija encima fosfofruktokinaze takrat ko je Inhibicija encima fosfofruktokinaze takrat ko je [ATP] [ATP] visoka visoka preprečuje razgradnjo glukoze v glikolizi in celični respiraciji. Za preprečuje razgradnjo glukoze v glikolizi in celični respiraciji. Za celico je lažje da shrani glukozo v obliki glikogena, če je ATP-ja celico je lažje da shrani glukozo v obliki glikogena, če je ATP-ja dovolj. dovolj.
Glycogen Glucose
Hexokinase or Glucokinase
Glucose-6-Pase Glucose-1-P Glucose-6-P Glucose + Pi Glycolysis Pathway
Pyruvate Glucose metabolism in liver.
GLUKONEOGENEZA je biosinteza novih molekul GLUKONEOGENEZA je biosinteza novih molekul glukoze (ne iz glikogena). Tvorba glukoze iz glukoze (ne iz glikogena). Tvorba glukoze iz drugih metabolitev je potrebna za dovajanje drugih metabolitev je potrebna za dovajanje energije:energije:
možganommožganom (lahko uporabijo tudi ketonska telesa) (lahko uporabijo tudi ketonska telesa)• TestisiTestisi• Eritrociti glukoza edini vir Eritrociti glukoza edini vir
energijeenergije• Sredica ledvicSredica ledvic
REAKCIJA SINTEZE GLUKOZE IZ C3 ALI C4 PREKURZORJEV REAKCIJA SINTEZE GLUKOZE IZ C3 ALI C4 PREKURZORJEV JE OBRATNA GLIKOLIZI.JE OBRATNA GLIKOLIZI.
Glukoneogeneza poteka v glavnem v jetrih.
Sinteza glukoze iz piruvata katalizirana v glavnem z enakimi encimi kot pri glikolizi.
RAZEN: tri glikolitične reakcije imajo zelo negativno G, da je reakcija IREVERZIBILNA:
•Heksokinaza/glukokinaza
•Fosfofruktokinaza
•Piruvat kinaza
V glukoneogenzi morajo teči te reakcije po drugi poti (by-pass 1-3).
By-pass 1: pretvorba piruvata v By-pass 1: pretvorba piruvata v fosfoenolpiruvat (PEP)fosfoenolpiruvat (PEP)
PPiiruvat Kinaruvat Kinazaza ( (glikolizaglikoliza) ) katalizirakatalizira: : fosfoenolpiruvat (PEP)fosfoenolpiruvat (PEP) + ADP + ADP piruvatpiruvat + + ATPATP
Za sintezo PEP (2 reakciji):Za sintezo PEP (2 reakciji):Piruvat karboksilazaPiruvat karboksilaza (Glu (Glukoneogenezakoneogeneza) ) katalizirakatalizira::
piruvatpiruvat + HCO + HCO33-- + ATP + ATP oksaloacetatoksaloacetat + ADP + P + ADP + Pii
PEP PEP karbokinazakarbokinaza ( (glukoneogenezaglukoneogeneza) ) katalizirakatalizira::oksaloacetatoksaloacetat + GTP + GTP PEP + GDP + CO PEP + GDP + CO22
Celokupno: Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP + Celokupno: Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP + Pi + 2H+Pi + 2H+
C
C
CH 2
O O
O PO 32
C
C
CH 3
O O
O
A T P A D P + P i C
CH 2
C
C
O
O O
O O
HC O 3
G T P G D P
CO 2
p y r u v a te o x a lo a c e ta te P E P
P y ru v a te C a rb o x y la s e P E P C a rb o x y k in a s e
By-pass 1: pretvorba piruvata v fosfoenolpiruvat (PEP)By-pass 1: pretvorba piruvata v fosfoenolpiruvat (PEP)
1.PIRUVAT KARBOKSILAZA do
oksalacetata
2.PEP KARBOKSIKINAZA
do PEP
Mehanizem delovanja Mehanizem delovanja piruvat piruvat dekarboksilazedekarboksilaze
MEHANIZEM DELOVANJA PEP KARBOKSIKINAZE
By-pass 3: pretvorba GLUKOZA-6-fosfata v By-pass 3: pretvorba GLUKOZA-6-fosfata v GLUKOZO GLUKOZO
HeksokinazaHeksokinaza ( (glikolizaglikoliza) ) katalizirakatalizira::glukozaglukoza + ATP + ATP glu glukozakoza-6--6-fosfatfosfat + ADP + ADP
glukozaglukoza-6--6-fosfatazafosfataza ( (glukoneogenezaglukoneogeneza) ) katalizirakatalizira: : glukozaglukoza-6--6-fosfatfosfat+ H+ H22O O glukozaglukoza + P + Pii
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
HH O
OH
H
OHH
OH
CH2OPO32
H
OH
HH2O
1
6
5
4
3 2
+ Pi
glucose-6-phosphate glucose
Glucose-6-phosphatase
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
HH O
OH
H
OHH
OH
CH2OPO32
H
OH
HH2O
1
6
5
4
3 2
+ Pi
glucose-6-phosphate glucose
Glucose-6-phosphatase
SUROVINE ZA GLUKONEOGENEZOSUROVINE ZA GLUKONEOGENEZO
LAKTATLAKTAT
GLAVNA SUROVINA. LAKTAT KI NASTANE Z GLIKOLIZO V NEHEPATIČNIH TKIVIH (mišice, eritrociti) JETRA UPORABIJO V GLUKONEOGENEZI – CORIJEV CIKLUS:
SUROVINE ZA GLUKONEOGENEZOSUROVINE ZA GLUKONEOGENEZO
PIRUVATPIRUVAT
V mišicah in drugih perifernih tkivih – transaminiran v alanin – prenese v jetra – glukoneogeneza – GLUKOZA-ALANIN CIKLUS:
PREDVSEM ZA ELIMINACIJO
DUŠIKA IN OBNOVO ENERGIJE
AMINO SKUPINA ALANINA SE
PRETVORI V UREO IN IZLOČI IZ ORGANIZMA
SUROVINE ZA GLUKONEOGENEZOSUROVINE ZA GLUKONEOGENEZO
AMINO-KISLINEAMINO-KISLINE
Vseh 20 razen levcina in lizina – skelet ogljikovodika - glukoneogeneza:
GLICEROL GLICEROL
Skelet ogljikovodika lipidov se lahko uporabi za glukoneogenzo preko fosforilacije z glicerol kinazo:
GLIKOLIZA IN GLUKONEOGENZA STA GLIKOLIZA IN GLUKONEOGENZA STA SPONTANI (EKSERGONI REAKCIJI)SPONTANI (EKSERGONI REAKCIJI)Nikoli ne tečeta istočasno – izguba energijeNikoli ne tečeta istočasno – izguba energije. .
GGlikolizalikoliza:: gluglukkoozaza + 2 NAD + 2 NAD++ + 2 ADP + 2 P + 2 ADP + 2 Pii
2 2 piruvatpiruvat + 2 NADH + + 2 NADH + 2 ATP2 ATPGlukoneogeneza Glukoneogeneza :: 2 p2 piruvatiruvat + 2 NADH + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 4 ATP + 2 GTP glukozaglukoza + 2 NAD + 2 NAD++ + 4 ADP + 2 + 4 ADP + 2 GDP + 6 PGDP + 6 Pii
Energetska bilanca: Energetska bilanca: 1. 1. številoštevilo ~P ~P v glikoliziv glikolizi ? ? 2. 2. številoštevilo ~P ~P v glukoneogeneziv glukoneogenezi? ? 3. Če bi tekla oba procesa naenkrat bi šle v izgubo 4 3. Če bi tekla oba procesa naenkrat bi šle v izgubo 4 mol. ATP.mol. ATP.
26
GLIKOLIZA IN GLUKONEOGENEZA STA GLIKOLIZA IN GLUKONEOGENEZA STA RECIPROČNO REGULIRANI:RECIPROČNO REGULIRANI:
Lokalna kontrola Lokalna kontrola obsega recipročno alosterično obsega recipročno alosterično regulacijo z regulacijo z nukleotidinukleotidi adeninaadenina. .
fosfofruktokinazafosfofruktokinaza ( (glikoliza glikoliza ) ) je inhibirana zje inhibirana z ATP ATP in in stimulirana z stimulirana z AMP. AMP.
FruFruktozaktoza-1,6-bis-1,6-bisfosfatazafosfataza (Glu (Glukoneogenezakoneogeneza) ) je je inhibirana z inhibirana z AMPAMP..
GlobalGlobalnana kkontrolontrolaa v hepatocihah obsega recipročne učinke v hepatocihah obsega recipročne učinke kkasaskkadad ccikličnegaikličnega AMP AMP, , pod vplivom hormona glukagona ko pod vplivom hormona glukagona ko je koncentracija glukoze v krvi nizka.je koncentracija glukoze v krvi nizka.
fosforilacijafosforilacija encimovencimov in regulatornih proteinov v jetrihin regulatornih proteinov v jetrih ss Protein KinaProtein Kinazozo A (cAMP A (cAMP odvisna odvisna Protein KinaProtein Kinazaza) ) se odraža v:se odraža v: InhibiInhibiciji glikolize,ciji glikolize, StimulaStimulaciji glukoneogenezeciji glukoneogeneze, ,
Tvorba glukoze za potrebe v organizmuTvorba glukoze za potrebe v organizmu..
Encimi, ki so fosforilirani s Protein Kinazo A : Piruvat Kinaza, glikolitični encim, inhibiran ko je fosforiliran. CREB (cAMP response element binding protein) ki se aktivira preko drugih faktorjev, transkripcija gena za PEP karboksikinazo, povečanje glukoneogeneze. bi-funkcionalni encim ki tvori in degradira alosterični regulator- fruktoza-2,6-bisfosfat.
REGULACIJA GLUKONEOGENEZE - FRUKTOZA-2,6-REGULACIJA GLUKONEOGENEZE - FRUKTOZA-2,6-BISFOSFAT (F2,6BP).BISFOSFAT (F2,6BP).
-UČINEK
+ UČINEK
By-pass 2: pretvorba fruktoza-1,6-bisfosfata v By-pass 2: pretvorba fruktoza-1,6-bisfosfata v fruktoza-6-fosfatfruktoza-6-fosfat
FOSFOFRUKTOKINAZAFOSFOFRUKTOKINAZA ( (GLIKOLIZAGLIKOLIZA) ) KATALIZIRAKATALIZIRA: :
frufruktoza ktoza -6-P + ATP -6-P + ATP fruktozafruktoza-1,6-bisP + ADP-1,6-bisP + ADP
fruktozafruktoza-1,6-bis-1,6-bisfosfatazafosfataza ( (glukoneogenezaglukoneogeneza) ) katalizirakatalizira: : fruktozafruktoza-1,6-bisP + H-1,6-bisP + H22O O fruktoza fruktoza -6-P + P-6-P + Pii
fructose-1,6-bisphosphate fructose-6-phosphate
Fructose-1,6-bisphosphatase
CH2OPO32
OH
CH2OH
H
OH H
H HO
OCH2OPO3
2
OH
CH2OPO32
H
OH H
H HO
OH2O
6
5
4 3
2
1
+ Pi
OMEJUJOČA REAKCIJA GLUKONEOGENEZE!
REGULACIJA GLUKONEOGENEZE - FRUKTOZA-2,6-REGULACIJA GLUKONEOGENEZE - FRUKTOZA-2,6-BISFOSFAT (F2,6BP).BISFOSFAT (F2,6BP).
-UČINEK
+ UČINEK
GLIKOLIZA IN GLUKONEOGENZA STA GLIKOLIZA IN GLUKONEOGENZA STA SPONTANI (EKSERGONI REAKCIJI)SPONTANI (EKSERGONI REAKCIJI)Nikoli ne tečeta istočasno – izguba energijeNikoli ne tečeta istočasno – izguba energije. .
GGlikolizalikoliza:: gluglukkoozaza + 2 NAD + 2 NAD++ + 2 ADP + 2 P + 2 ADP + 2 Pii
2 2 piruvatpiruvat + 2 NADH + + 2 NADH + 2 ATP2 ATPGlukoneogeneza Glukoneogeneza :: 2 p2 piruvatiruvat + 2 NADH + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 4 ATP + 2 GTP glukozaglukoza + 2 NAD + 2 NAD++ + 4 ADP + 2 + 4 ADP + 2 GDP + 6 PGDP + 6 Pii
Energetska bilanca: Energetska bilanca: 1. 1. številoštevilo ~P ~P v glikoliziv glikolizi ? ? 2. 2. številoštevilo ~P ~P v glukoneogeneziv glukoneogenezi? ? 3. Če bi tekla oba procesa naenkrat bi šle v izgubo 4 3. Če bi tekla oba procesa naenkrat bi šle v izgubo 4 mol. ATP.mol. ATP.
26
SUROVINE ZA GLUKONEOGENEZOSUROVINE ZA GLUKONEOGENEZO
AMINO-KISLINEAMINO-KISLINE
Vseh 20 razen levcina in lizina – skelet ogljikovodika - glukoneogeneza:
GLICEROL GLICEROL
Skelet ogljikovodika lipidov se lahko uporabi za glukoneogenzo preko fosforilacije z glicerol kinazo:
SUROVINE ZA GLUKONEOGENEZOSUROVINE ZA GLUKONEOGENEZO
PIRUVATPIRUVAT
V mišicah in drugih perifernih tkivih – transaminiran v alanin – prenese v jetra – glukoneogeneza – GLUKOZA-ALANIN CIKLUS:
PREDVSEM ZA ELIMINACIJO
DUŠIKA IN OBNOVO ENERGIJE
AMINO SKUPINA ALANINA SE
PRETVORI V UREO IN IZLOČI IZ ORGANIZMA
SUROVINE ZA GLUKONEOGENEZOSUROVINE ZA GLUKONEOGENEZO
LAKTATLAKTAT
GLAVNA SUROVINA. LAKTAT KI NASTANE Z GLIKOLIZO V NEHEPATIČNIH TKIVIH (mišice, eritrociti) JETRA UPORABIJO V GLUKONEOGENEZI – CORIJEV CIKLUS:
POT PENTOZA FOSFATAPOT PENTOZA FOSFATA
NADPH,NADPH,Potreben za biosintetske Potreben za biosintetske
reakcije (redukcije),reakcije (redukcije),Za ohranjanje reduciranega Za ohranjanje reduciranega glutationa v eritrocitih in zaglutationa v eritrocitih in zaredukcijo methemoglobina.redukcijo methemoglobina.
RIBOZA-5-FOSFAT,RIBOZA-5-FOSFAT,Potrebna za biosintezo Potrebna za biosintezo
nukleotidov in kofaktorjev.nukleotidov in kofaktorjev.
DAJE
GlukozaGlukoza-6--6-fosfatfosfat dehidrogenazadehidrogenaza katalizira oksidacijo katalizira oksidacijo aldehidaaldehida (hemiacetal), (hemiacetal), nana C C11 glukozaglukoza-6--6-fosfatufosfatu, , dodo karboksilne kislinekarboksilne kisline, in , in tvorbe estratvorbe estra (la (laktonkton). ).
NADPNADP++ služi kot akceptor elektronov.služi kot akceptor elektronov.
H O
O H
H
O HH
O H
CH 2O PO 32
H
H
O H H O
O H
H
O HH
O H
CH 2O PO 32
HO
23
4
5
6
1
1
6
5
4
3 2
C
HC
CH
HC
HC
CH 2O PO 32
O O
O H
HO
O H
O H
N AD PH + H +
NADP + H 2O H +
1
2
3
4
5
6
G lucose-6-phosphate D ehydrogenase
6-Phospho- glucono-lactonase
glucose-6-phosphate 6-phoshogluconolactone 6-phosphogluconate
Linearna pot oksidacije in dekarboksilacije C6 glukoza-6-fosfata do C5 ribuloza-5-P:
6-6-fosfoglukonolaktolazafosfoglukonolaktolaza katalizira hidrolizo estra – odprtje obroča.katalizira hidrolizo estra – odprtje obroča. NastaneNastane 6-6-fosfoglukonatfosfoglukonat. .
H O
O H
H
O HH
O H
CH 2O PO 32
H
H
O H H O
O H
H
O HH
O H
CH 2O PO 32
HO
23
4
5
6
1
1
6
5
4
3 2
C
HC
CH
HC
HC
CH 2O PO 32
O O
O H
HO
O H
O H
NADPH + H+
NADP + H 2O H +
1
2
3
4
5
6
G lucose-6-phosphate D ehydrogenase
6-Phospho- glucono-lactonase
glucose-6-phosphate 6-phoshogluconolactone 6-phosphogluconate
C
HC
CH
HC
HC
CH 2OPO 32
O O
OH
HO
OH
OH
1
2
3
4
5
6
CH 2OH
C
HC
HC
CH 2OPO 32
OH
OH
1
2
3
4
5
ONADP + NADPH + H+
CO 2
Phosphogluconate Dehydrogenase
6-phosphogluconate ribulose-5-phosphate
Fosfoglukonat dehidrogenazaFosfoglukonat dehidrogenaza katalizirakatalizira oksidativno dekarboksilacijooksidativno dekarboksilacijo 6- 6-fosfoglukonatafosfoglukonata, , nastanek nastanek 5-C 5-C ribuloribulozaza-5--5-fosfatfosfat. .
OHOH nana C C33 (C (C22 na ribulozina ribulozi) ) se oksidira vse oksidira v ketonketon. . Povzroči izgubo karboksilne skupine na Povzroči izgubo karboksilne skupine na CC11 kot kot COCO22. . NADPNADP++ služi kot oksidant.služi kot oksidant.
N
R
H
CN H 2
O
N
R
CN H 2
OH H
+
2 e + H
+
N A D P + N A D P H
ReduRedukcijakcija NADP NADP++ ( (tudi tudi NADNAD++) ) vključuje prenos vključuje prenos 2 2 eeinin 1 H 1 H++ na del na del nikotinamida.nikotinamida.
C
C
C
CH2OPO32
O
OHH
OHH
CH2OH
C
C
C
CH2OPO32
O
HHO
OHH
CH2OH
C
C
C
CH2OPO32
OH
OHH
OHH
HC O
H
ribulose-5- phosphate
xylulose-5- phosphate
ribose-5- phosphate
Epimerase
Isomerase
EpimeraEpimerazaza inter- inter-pretvoripretvori stereoizomerestereoizomere ribulo ribulozze-5-P e-5-P in in ksiksilulolulozze-5-P. e-5-P.
IIzzomeraomerazaza pretvori ketozopretvori ketozo ribuloribulozaza-5-P -5-P v aldozov aldozo ribo ribozaza--5-P. 5-P.
Obe reakciji vključujeta Obe reakciji vključujeta deprotonacijo dodeprotonacijo do endiolatendiolatnega nega intermediatintermediataa ki mu sledi ki mu sledi specifična reprotonacija do specifična reprotonacija do produkta.produkta.
TransketolaTransketolazzee & & TransaldolaTransaldolazzee katalizirajokatalizirajo transfer 2-C transfer 2-C aliali 3-C 3-C molekularne fragmente od molekularne fragmente od ketoznega donorja do aldoznega ketoznega donorja do aldoznega akceptorja.akceptorja.. .
C
C
C
CH 2O P O 32
O
HHO
OHH
CH 2O H
C
C
C
CH 2O P O 32
OH
OHH
OHH
HC O
H C
C
C
CH 2O P O 32
OH
OHH
OHH
C H
H
HC
C
CH 2O P O 32
O
OHH
C
CH 2O H
O
HO
+ +
x y lu lo se - r ib o se - g ly c e ra ld e h y d e - se d o h e p tu lo se - 5 -p h o sp h a te 5 -p h o sp h a te 3 -p h o sp h a te 7 -p h o sp h a te
T ran sk e to la se
Transketolaze Transketolaze – transfer 2-C : nastanek sedoheptuloza-7-fosfata.
TransaldolaTransaldolaza za kkatalatalizira prenosizira prenos 3-C3-C skupine dihidroksiacetonaskupine dihidroksiacetona, , iziz sedoheptulo sedoheptulozze-7-e-7-fosfatafosfata dodo gliceraldehidgliceraldehid-3--3-fosfatafosfata. .
C H 2 O H
C
C H
HC
HC
HC
H 2 C
O H
O H
O PO 32
O H
H O
O
HC
HC
HC
H 2 C
O
O H
O PO 32
O H
HC
HC
H 2 C
O
O PO 32
O H
H 2 C
C
C H
HC
HC
H 2 C
O H
O PO 32
O H
O H
H O
O
se d o h e p tu lo se - g ly c e ra ld e h y d e - e ry th ro se - f ru c to se - 7 -p h o sp h a te 3 -p h o sp h a te 4 -p h o sp h a te 6 -p h o sp h a te
T ra n sa ld o la se
+ +
DDiagram iagram povzema povzema pretok 1pretok 15 5 CC atom atomov ov skozi pot pentoza-skozi pot pentoza-fosfata; reakcije pri fosfata; reakcije pri katerih:katerih:
5-C5-C sladkorji sladkorji pretvorjeni vpretvorjeni v 3-C3-C in in 6-6-CC s sladkorjeladkorje..
ISIS = I = IzomerazazomerazaEPEP = Epimera = EpimerazazaTKTK = Transketola = TransketolazazaTATA = Transaldola = Transaldolazaza
(3) ribulose-5-P
ribose-5-P (2) xylulose-5-P
glyceraldehyde-3-P
sedoheptulose 7 P
fructose-6- P
erythrose-4-P
fructose-6-P
glyceraldehyde-3-P
IS EP
TK
TK
TA
Regeneracija reduciranega glutationa zahtevaRegeneracija reduciranega glutationa zahteva NADPH, NADPH, tvorjenega v eritrocitih po poti pentoza tvorjenega v eritrocitih po poti pentoza fosfata:fosfata:
Glutation ReduGlutation Redukktatazaza katalizirakatalizira:: GSSGGSSG + + NADPHNADPH + + HH++ 2 GSH2 GSH + + NADPNADP++
Glutation peroksidazaGlutation peroksidaza katalizira razgradnjo peroksidakatalizira razgradnjo peroksida, , 2 2 molekuli glutationa molekuli glutationa (GSH) (GSH) se oksidirata v disulfidse oksidirata v disulfid. .
2 GSH + ROOH 2 GSH + ROOH GSSG + ROH + H GSSG + ROH + H22OO
Glutation peroksidaza uporablja mikroGlutation peroksidaza uporablja mikro element element selenselen kot kot funkcionalno skupinofunkcionalno skupino. . Primarna struktura vsebuje analog cisteinaPrimarna struktura vsebuje analog cisteina, , selenocselenocisteinistein, Se , Se je namestoje namesto S. S.
H3N+HC CH2 CH2
COO
C
O
NH
CH
CH2
SH
C
O
NH
CH2 COO
-glutamyl-cysteinyl-glycine Glutathione
GlutationGlutation je tripeptid, ki vključuje Glu vezan na izopeptidno vez na je tripeptid, ki vključuje Glu vezan na izopeptidno vez na stranski verigi karbonila. stranski verigi karbonila. Funkcionalna skupina glutationa je Funkcionalna skupina glutationa je cistein tiolcistein tiol..
Vloga glutationa:Vloga glutationa:
DegradaDegradacija vodikovega peroksidacija vodikovega peroksida,, ki nastane spontano v okoljih bogatih ki nastane spontano v okoljih bogatih s kisikom in eritrocitih. Vodikov peroksid lahko reagira z dvojnimi vezmi s kisikom in eritrocitih. Vodikov peroksid lahko reagira z dvojnimi vezmi maščobnih kislin v membrani – membrane “točijo”. maščobnih kislin v membrani – membrane “točijo”.
H3N+HC CH2 CH2
COO
C
O
NH
CH
CH2
SH
C
O
NH
CH2 COO
-glutamyl-cysteinyl-glycine Glutathione
GliceraldehidGliceraldehid-3-P and f-3-P and fruktozaruktoza-6-P, -6-P, nastala iznastala iz 5-C 5-C fosfatov fosfatov sladkorjevsladkorjev, , se lahko uporabita v glikolizi za sintezo se lahko uporabita v glikolizi za sintezo ATPATP. . Nastane Nastane
nekaj molekulnekaj molekul NADPHNADPH..
2 NADP+ 2 NADPH + CO2
glucose-6-P ribulose-5-P ribose-5-P
fructose-6-P, & glyceraldehyde-3-P
to Glycolysis
for production of ATP
Pentose Phosphate Pathway producing NADPH and ATP
GlGliceraldehidiceraldehid-3-P -3-P inin fru fruktozaktoza-6-P -6-P se lahko se lahko pretvorita vpretvorita v glukozaglukoza-6-P -6-P za ponoven vstop v pot za ponoven vstop v pot
pentoze fosfata, maksimalna sintezapentoze fosfata, maksimalna sinteza NADPHNADPH..
2 NADP+ 2 NADPH + CO2
glucose-6-P ribulose-5-P ribose-5-P
fructose-6-P, & glyceraldehyde-3-P
Pentose Phosphate Pathway producing maximum NADPH
RibuloRibulozaza-5-P -5-P se lahko pretvori v se lahko pretvori v riboribozaza-5--5-fosfatfosfat, , surovino za surovino za sintezosintezo nunukkleotidleotidov ov in nukleinskih kislinin nukleinskih kislin. . Sintetizira se Sintetizira se NADPHNADPH..
Odvisno od potreb celice po riboza-5-fosfatu, NADPH, in ATP, pot pentoza fosfata deluje po različnih načinih da maksimira različne produkte:
2 NADP+ 2 NADPH + CO2
glucose-6-P ribulose-5-P ribose-5-P
Pentose Phosphate Pathway producing NADPH and ribose-5-phosphate
Celokupna reakcijaCelokupna reakcija
CC55 + + CC55 C C33 + C + C77 (Transketola (Transketolazaza))
CC33 + C + C77 CC66 + C+ C44 (Transaldola (Transaldolazaza))
CC55 + C + C44 CC66 + + CC33 (Transketola (Transketolazaza))________________________________________________________
3 C3 C55 2 C2 C66 + + CC33 ( (skupna reakcijaskupna reakcija) )
glukozaglukoza-6--6-fosfat se lahko regenerira ali izfosfat se lahko regenerira ali iz 3-C3-C glgliiceraldehceraldehiid-3-d-3-fosfatafosfata ali izali iz 6-C6-C fru frukktotozaza-6--6-fosfatafosfata, , via via encimov glukoneogenezeencimov glukoneogeneze. .
Glikogenoliza – katabolizem glikogenaGlikogenoliza – katabolizem glikogena
Shranjen v jetrih in mišicah.
Glikogen Glikogen fosforilazafosforilaza katalizira katalizira fosforolitičen fosforolitičen razpadrazpad a(1a(14)4) glikozidnih vezi – glikozidnih vezi – odcep glukoza-1- odcep glukoza-1- fosfat.fosfat.
glglikikogenogen(n ) (n ) + P+ Pii
glglikikogen ogen
(n–1)(n–1) + glu + glukozakoza-1--1-fosfatfosfat
fosfoglukomutazafosfoglukomutaza katalizira reverzibilno reakcijokatalizira reverzibilno reakcijo: :
gluglukozakoza-1--1-fosfatfosfat gluglukozakoza-6--6-fosfatfosfat
OHOH serinserinaa na aktivnem mestu encima daje in sprejemana aktivnem mestu encima daje in sprejema P Pii. .
Bisfosfat se ne sprostiBisfosfat se ne sprosti. .
Fosfoglicerat mutaza ima podoben mehanizem delovanja, vendar Fosfoglicerat mutaza ima podoben mehanizem delovanja, vendar uporabi uporabi His His zaza P Pii transfer. transfer.
g lu c o se -1 -p h o sp h a te g lu c o se -6 -p h o sp h a te
H O
OH
H
OHH
OH
CH 2OH
H
O P O 32
H H O
OH
H
OHH
OH
CH 2O P O 32
H
OH
HH O
OH
H
OHH
OH
CH 2O P O 32
H
O P O 32
H
E n zym e -S e r-O P O 32 E n zym e -S e r-O P O 3
2 E n zym e -S e r-O H
gglulukkoozaza-6--6-fosfatfosfat lahko vstopi v glikolizo ali je defosforilirana v jetrih lahko vstopi v glikolizo ali je defosforilirana v jetrih za prenos v kri. za prenos v kri.
JetrnaJetrna GluGlukkoozaza-6--6-fosfatazafosfataza katalizira reakcijo esencielno za katalizira reakcijo esencielno za homeostazo glukoze v krvi:homeostazo glukoze v krvi:
gluglukozakoza-6--6-fosfatfosfat + H + H22OO gluglukozakoza + P + Pii
Večina drugih tkiv encima glukoza-6-fosfataze nima!!Večina drugih tkiv encima glukoza-6-fosfataze nima!!
Glycogen Glucose
Hexokinase or Glucokinase
Glucose-6-Pase Glucose-1-P Glucose-6-P Glucose + Pi Glycolysis Pathway
Pyruvate Glucose metabolism in liver.
Glikogeneza – anabolizem glikogenaGlikogeneza – anabolizem glikogena
Shranjen v jetrih in mišicah.
Prekurzor: Prekurzor: Uridin Uridin difosfat glukozadifosfat glukoza (UDP- (UDP-glukozaglukoza) )
Glukozne enote se dodajo glikogenuGlukozne enote se dodajo glikogenu, , UDP se izloči kot produktUDP se izloči kot produkt. .
Nukleotidni difosfatni sladkorji so prekurzorji tudi za sintezo Nukleotidni difosfatni sladkorji so prekurzorji tudi za sintezo drugih kompleksnih ogljikovih hidratov vključno z glikoproteini.. drugih kompleksnih ogljikovih hidratov vključno z glikoproteini..
OO
OHOH
HH
H
CH2
H
HN
N
O
O
OP
O
O
P
O
O
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
UDP-glucose
Sinteza glikogena
Prekurzor: Prekurzor: Uridin Uridin difosfat glukozadifosfat glukoza (UDP- (UDP-glukozaglukoza) )
Glukozne enote se dodajo Glukozne enote se dodajo glikogenuglikogenu, , UDP se izloči UDP se izloči kot produktkot produkt. . Reakcijo Reakcijo katalizira: katalizira: UDP-glukoza UDP-glukoza pirofosforilazapirofosforilaza. .
Encimi:Encimi:Glikogenin prične sintezo glikogena.
Glikogenin je encim, ki katalizira glikozilacijo na enem od svojih tirozinskih ostankov.Glikogen sintaza katalizira tvorbo verige, ki jo prične glikogenin v citosolu.
OO
OHOH
HH
H
CH2
H
HN
N
O
O
OP
O
O
P
O
O
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
OP
O
O
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
OO
OHOH
HH
H
CH2
H
HN
N
O
O
OP
O
O
P
O
O
OP O
O
O
PPi
+
UDP-glucose
glucose-1-phosphate UTP
UDP-Glucose Pyrophosphorylase
UDP-gluUDP-glukozakoza nastane iznastane iz glu glukozakoza-1--1-fosfatafosfata:: gluglukozakoza-1--1-fosfatfosfat + UTP + UTP UDP-gluUDP-glukozakoza + PP+ PPii
PPPPii + H + H22O O 2 P2 Pii
skupnoskupno:: gluglukozakoza-1--1-fosfatfosfat + UTP + UTP UDP-gluUDP-glukozakoza + 2 P+ 2 Pii
Spontana hidrolizaSpontana hidroliza ~P ~P vezi vvezi v PP PPii (P~P) (P~P) vodi vodi celotno reakcijo.celotno reakcijo.
RazpadRazpad PP PPii je edina poraba energije v sintezi je edina poraba energije v sintezi glikogena glikogena ((enaena ~P ~P na ostanek molekule na ostanek molekule glukozeglukoze).).
Glikozidna vez med anomeričnimaGlikozidna vez med anomeričnima C1 C1 glukozne enote iz glukozne enote iz UDP- UDP-gluglukozekoze kisik iz OH stranske verige kisik iz OH stranske verige ttiirorozina izzina iz ggllikikogeninogeninaa..UDP UDP se sprosti. se sprosti.
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
HO H
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
HHC
CH
NH
CH2
O
O
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
HH
C
CH
NH
CH2
O
O1
5
4
3 2
6
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
HH
O1
5
4
3 2
6
P O P O Uridine
O
O
O
O
C
CH
NH
CH2
HO
O
tyrosine residue of Glycogenin
O-linked glucose residue
+ UDP
UDP-glucose
Glikozilacija naGlikozilacija na C4 O- C4 O-vezanevezane glu glukoze dajekoze daje O- O-vezanvezan disaharid zdisaharid z (1(14) 4) glikozidno vezjoglikozidno vezjo. UDP-glu. UDP-glukoza je koza je donordonor glukoze glukoze. . Glikogen sintazaGlikogen sintaza katalizirakatalizira podaljševanjepodaljševanje verige glikogenaverige glikogena. . Ponavljajoča reakcija doPonavljajoča reakcija do polimera zpolimera z (1(14) 4) grajena na grajena na ggllikikogeninogeninuu. .
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
HO H
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
HHC
CH
NH
CH2
O
O
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
HH
C
CH
NH
CH2
O
O1
5
4
3 2
6
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
HH
O1
5
4
3 2
6
P O P O Uridine
O
O
O
O
C
CH
NH
CH2
HO
O
UDP-glucose
O-linked glucose residue
(14) linkage
+ UDP
+ UDP
GLIKOGENOLIZA IN GLIKOGENOLIZA IN GLIKOGENEZA sta SPONTANI GLIKOGENEZA sta SPONTANI REAKCIJIREAKCIJI. .
GlGlIKOGEN SINTAZA in IKOGEN SINTAZA in GLIKOGEN FOSFORILAZA sta GLIKOGEN FOSFORILAZA sta RECIPROČNO REGULIRANI z RECIPROČNO REGULIRANI z alosteričnimi efektorji in z alosteričnimi efektorji in z fosforilacijo. fosforilacijo.
Glycogen Synthesis
UTP UDP + 2 P i
glycogen(n) + glucose-1-P glycogen(n + 1)
Glycogen Phosphorylase Pi
Glikogen fosforilaza vGlikogen fosforilaza v mišicah mišicah je alosterično regulirana zje alosterično regulirana z AMP, ATP,AMP, ATP, in in glu glukozakoza-6--6-fosfatomfosfatom. . AMPAMP ( (še posebej koše posebej ko ATP ATP primanjkujeprimanjkuje) ) aktiviraaktivira fosforilazefosforilaze, , ohlapna konformacija encima.ohlapna konformacija encima. ATPATP & & glukoza-6-fosfatglukoza-6-fosfat, , ki imata mesta vezave enaka kotki imata mesta vezave enaka kot
AMP, AMP, inhibirata inhibirata fosforilazofosforilazo,, toga konformacija.toga konformacija. Glikogenoliza preneha ko je dovolj AGlikogenoliza preneha ko je dovolj ATP TP in glukoza-6-fosfatain glukoza-6-fosfata. .
HORMONSKA REGULACIJA METABOLIZMA HORMONSKA REGULACIJA METABOLIZMA GLIKOGENAGLIKOGENA
Insulin deluje preko sekundarnih prenašalcev v biosintezi glikogena v
mišicah.
Glikogeneza v jetrih odvisna od hormona insulina
Glikogenoliza odvisna od hormona glukagona in
epinefrina
Mediatorji: Ca2+, cAMP, inozitol trifosfat
Motnje shranjevanja glikogenaMotnje shranjevanja glikogena genetske bolezni genetske bolezni – prekomerna akumulacija glikogena v celicah. – prekomerna akumulacija glikogena v celicah. Prekomerna akumulacija glikogena v celicahPrekomerna akumulacija glikogena v celicah..
glycogen
glucose-1-P
Glucose-6-Phosphatase glucose-6-P glucose + Pi fructose-6-P Phosphofructokinase fructose-1,6-bisP Glycolysis continued
Glycogen Storage Disease Symptoms, in addition to glycogen accumulation
Type I, liver deficiency of Glucose-6-phosphatase (von Gierke's disease)
hypoglycemia (low blood glucose) when fasting, liver enlargement.
Type IV, deficiency of branching enzyme in various organs, including liver (Andersen's disease)
liver dysfunction and early death.
Type V, muscle deficiency of Glycogen Phosphorylase (McArdle's disease)
muscle cramps with exercise.
Type VII, muscle deficiency of Phosphofructokinase.
inability to exercise.
Samo v mlečnih žlezah, preko UDP-glukoze in encimov:
Laktoza sintaza in galaktozil transferaza.
Ob prisotnosti alfa-laktalbumina tvori laktozo, v nemlečnih tkivih pa N-acetillaktozamin.
• METABOLIZEM DRUGIH METABOLIZEM DRUGIH SLADKORJEV:SLADKORJEV:
FRUKTOZA,FRUKTOZA,GALAKTOZA,GALAKTOZA,
MANOZA,MANOZA,GLICEROL,GLICEROL,
GLUKURONAT GLUKURONAT
Metabolizem fruktoze:Metabolizem fruktoze:
Telo lahko porabi fruktozo kot glavni vir energije. Metabolne poti se razlikujejo v jetrih in mišicah:
Direkten metabolit glikolize
Jetra potrebujejo
še druge encime ,
vsebujejo več glukokinaze in zelo malo heksokinaze.
Metabolizem galaktoze:Metabolizem galaktoze:
Se metabolizira iz mlečnega sladkorja - laktoze. V glikolizo vstopa kot glukoza-1-fosfat (G1P):
Z fosforilacijo katalizirano z
galaktokinazo preko epimerizacije z
galaktoza-1-fosfat uridil transferazo
Konverzija v G6P z
fosfoglukoza mutazo.
Metabolizem manoze:Metabolizem manoze:
Prebava mnogih polisaharidov in glikoproteinov daje manoze – fosforilirana z heksokinazo do manoza-6-fosfata in konvertirana v fruktoza-6-fosfat z fosfomanozno izomerazo – v glikolizo vstopa kot G6P s potjo glukoneogeneze:
Manoza je v evkariotih sestavni del N- in O-vezanih glikanov.Manoza je v evkariotih sestavni del N- in O-vezanih glikanov.
Vezava glikanov na proteine:
Metabolizem glicerola:Metabolizem glicerola:
Vir je adipozno tkivo – vstop v glukoneogenezo v obliki C-skeleta po odcepu maščobnih kislin.
Metabolizem glukuronata:Metabolizem glukuronata:
Zelo polarna molekula, sestavni
del glikozaminoglikanov
in bilirubina ter steroidnih hormonov.
Glukuronat nastane iz glukoze po
poti uronske kisline.
Nastanek glikozaminoglikanovNastanek glikozaminoglikanov
Metabolizem glicerola:Metabolizem glicerola:
Vir je adipozno tkivo – vstop v glukoneogenezo v obliki C-skeleta po odcepu maščobnih kislin.
Metabolizem glukuronata:Metabolizem glukuronata:
Zelo polarna molekula, sestavni
del glikozaminoglikanov
in bilirubina ter steroidnih hormonov.
Glukuronat nastane iz glukoze po
poti uronske kisline.
Nastanek glikozaminoglikanovNastanek glikozaminoglikanov
GLICOLIZAGLICOLIZA
GLUCONEOGENEZAGLUCONEOGENEZA
GlicoliGlicolizaza (Embden-Meyerhof-Parnas)(Embden-Meyerhof-Parnas) - scindarea Gl în condiţii aerobe până - scindarea Gl în condiţii aerobe până
la COla CO22 şi H şi H22O (38 sau 36 mol de ATP); O (38 sau 36 mol de ATP); în condiţii anaerobe până la 2 mol de în condiţii anaerobe până la 2 mol de acid lactic (2 mol de ATP)acid lactic (2 mol de ATP)
Rolul: se realizează în scopul Rolul: se realizează în scopul procurării energiei – ATP (de către procurării energiei – ATP (de către toate ţesuturile)toate ţesuturile)
În ficat şi alte ţesuturi – prin glicoliză În ficat şi alte ţesuturi – prin glicoliză (prin intermediarii săi) se obţin lipide (prin intermediarii săi) se obţin lipide de rezervă (Tg)de rezervă (Tg)
Localizarea: citozolLocalizarea: citozol
1. Fosforilarea Gl1. Fosforilarea Gl
2. 2. Izomerizarea Gl 6 P în Fr 6 PIzomerizarea Gl 6 P în Fr 6 P
3. 3. Fosforilarea Fr 6 PFosforilarea Fr 6 P
FosfofructokinazaFosfofructokinaza
această reacţie reprezintă etapa limitantă această reacţie reprezintă etapa limitantă de viteză în glicolizăde viteză în glicoliză
Este o E alosterică:Este o E alosterică: Inhibitori: ATP; PEP; 1,3 difosfoglicerat; Inhibitori: ATP; PEP; 1,3 difosfoglicerat;
citratulcitratul Activatori: AMP, ADP, Fructozo 1,6 difosfat, Activatori: AMP, ADP, Fructozo 1,6 difosfat,
Fructozo 2,6 difosfat (ea creşte afinitatea E Fructozo 2,6 difosfat (ea creşte afinitatea E pentru S, micşorînd-o însă pe cea a pentru S, micşorînd-o însă pe cea a inhibitorilor: citrat şi ATP). inhibitorilor: citrat şi ATP).
4. Scindarea Fr 1,6 difosfatului în 2 4. Scindarea Fr 1,6 difosfatului în 2 trioze fosfattrioze fosfat
5. 5. Izomerizarea triozofosfaţilorIzomerizarea triozofosfaţilor
6. DH şi fosforilarea 6. DH şi fosforilarea gliceraldehidfosfatuluigliceraldehidfosfatului
7. Fosforilare la nivel de substrat7. Fosforilare la nivel de substrat
8. 8. Transformarea 3 fosfogliceratului în Transformarea 3 fosfogliceratului în 2 fosfoglicerat2 fosfoglicerat
9. Dehidratarea 2 fosfogliceratului9. Dehidratarea 2 fosfogliceratului
10. a 2 fosforilare la nivel de 10. a 2 fosforilare la nivel de substratsubstrat
PIRUVATKINAZAPIRUVATKINAZA
Se prezintă sub 2 forme: L (ficat) şi M (muşchi)Se prezintă sub 2 forme: L (ficat) şi M (muşchi) Izoenzimele de tip L – sunt E alosterice:Izoenzimele de tip L – sunt E alosterice: Activatori: Fructoza 1,6 difosfatulActivatori: Fructoza 1,6 difosfatul Inhibitori: ATP. Ala; acil CoA; Acetil CoAInhibitori: ATP. Ala; acil CoA; Acetil CoA Reglare covalentă: este activă în forma Reglare covalentă: este activă în forma
defosforilată (promovată de insulină) şi inactivă în defosforilată (promovată de insulină) şi inactivă în forma fosforilată (glucagon şi catecolamine)forma fosforilată (glucagon şi catecolamine)
Reglare hormonală : insulina – inductor al E, Reglare hormonală : insulina – inductor al E, activînd transcrierea genei ce-i corespunde; activînd transcrierea genei ce-i corespunde; glucagonul – acţionează ca represorglucagonul – acţionează ca represor
În condiţii anaerobe: În condiţii anaerobe: 11. Reducerea piruvatului11. Reducerea piruvatului
Bilanţul energetic al glicolizei aerobeBilanţul energetic al glicolizei aerobe
BILANŢUL ENERGETIC AL BILANŢUL ENERGETIC AL GLICOLIZEI ANAEROBEGLICOLIZEI ANAEROBE
GLUKONEOGENEZAGLUKONEOGENEZA
GLUKONEOGENEZAGLUKONEOGENEZA SinSinteza Gl din produşi neglucidici:teza Gl din produşi neglucidici:
1.1. Din piruvatDin piruvat
2.2. LactatLactat
3.3. AAAA
4.4. GlicerolGlicerol
5.5. OAOA Are loc în condiţiile de:Are loc în condiţiile de:
1.1. Epuizare a rezervelor de glicogen hepaticEpuizare a rezervelor de glicogen hepatic
2.2. În inaniţieÎn inaniţie
3.3. În cazul unui regim bogat în lipide şi proteine dar sărac în În cazul unui regim bogat în lipide şi proteine dar sărac în glucideglucide
4.4. În efort prelungitÎn efort prelungit
5.5. Localizat: ficat; cortexul renal (rinichiul asigură numai Localizat: ficat; cortexul renal (rinichiul asigură numai 20% din totalul de Gl produsă)20% din totalul de Gl produsă)
GLUKONEOGENEZAGLUKONEOGENEZA
Sunt reacţiile inverse ale glicolizei cu Sunt reacţiile inverse ale glicolizei cu excepţia a 3 reacţii ireversibile: a10, excepţia a 3 reacţii ireversibile: a10, a 3 şi 1.a 3 şi 1.
Deaceea există 3 căi de ocolire:Deaceea există 3 căi de ocolire: Transformarea piruvatului în PEPTransformarea piruvatului în PEP transformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfattransformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfat transformarea Gl 6 fosfat în GLtransformarea Gl 6 fosfat în GL
glicolizaglicoliza
I cale de ocolireI cale de ocolire::Transformarea piruvatului în PEPTransformarea piruvatului în PEP
PiruvatPiruvatccarboarboxxilazailaza Piruvat + HCOPiruvat + HCO33
-- + ATP + ATP oxaloacetat + ADP + P oxaloacetat + ADP + Pii
PEP cPEP carboarboxxiikikinazanaza : :ooxxaloacetataloacetat + GTP + GTP PEP + GDP + CO PEP + GDP + CO22
SumarSumar: Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP : Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP + Pi + 2H++ Pi + 2H+
II cale de ocolire:II cale de ocolire:transformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfattransformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfat
fructozafructoza-1,6--1,6-didissfosfatazafosfataza:: fructozafructoza-1,6--1,6-ddiP + HiP + H22O O fructoza fructoza -6-P -6-P
+ P+ Pii
III cale de ocolire:III cale de ocolire:transformarea Gl 6 fosfat în GLtransformarea Gl 6 fosfat în GL
glucozaglucoza-6--6-fosfatazafosfataza:: glucozaglucoza-6--6-fosfatfosfat+ H+ H22O O glucozaglucoza + P + Pii
Reacţia sumarăReacţia sumară
Glicoliză:Glicoliză: Glucoza +2NAD+ +2ADP +2Pi Glucoza +2NAD+ +2ADP +2Pi 2 piruvat +2NADH +2ATP2 piruvat +2NADH +2ATP
Gluconeogeneza din piruvat:Gluconeogeneza din piruvat:
2Piruvat+2NADH +4ATP+2GTP 2Piruvat+2NADH +4ATP+2GTP Glucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP Glucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP
+6Pi+6Pi
Gluconeogeneza din AAGluconeogeneza din AA Toţi AA glucoformatori (excepţie Leu şi Liz) – GlToţi AA glucoformatori (excepţie Leu şi Liz) – Gl Glu, Gln, His, Arg, Pro----- alfa cetoglutarat---- OAGlu, Gln, His, Arg, Pro----- alfa cetoglutarat---- OA Asp, Asn- - - OAAsp, Asn- - - OA Met, Ile--- propionil CoA---succinil CoA-----OAMet, Ile--- propionil CoA---succinil CoA-----OA Tir şi Fen ---- fumarat----OATir şi Fen ---- fumarat----OA AlaAla, Ser, Gli --- Piruvat, Ser, Gli --- Piruvat
Gluconeogeneza din lactatGluconeogeneza din lactat Lactat +NADH+H Piruvat +NADLactat +NADH+H Piruvat +NAD
E - LDHE - LDH
Gluconeogeneza din glicerolGluconeogeneza din glicerol
Reglarea glicolizei şi Reglarea glicolizei şi gluconeogenezeigluconeogenezei
GlicoliGlicoliza:za:
1.1. Hexokinaza/ glucokinaza (1)Hexokinaza/ glucokinaza (1)
2.2. Fosfofructokinaza (3)Fosfofructokinaza (3)
3.3. Piruvatkinaza (10)Piruvatkinaza (10) Gluconeogeneza:Gluconeogeneza:
1.1. Piruvatcarboxilaza şi PEPcarboxikinazaPiruvatcarboxilaza şi PEPcarboxikinaza
2.2. Fructozo -1,6- difosfatazaFructozo -1,6- difosfataza
3.3. Gl 6 fosfatazaGl 6 fosfataza
Reglarea alosterică a glicolizei şi Reglarea alosterică a glicolizei şi gluconeogenezeigluconeogenezei
Reglarea alosterică a glicolizei şi Reglarea alosterică a glicolizei şi gluconeogenezeigluconeogenezei
Reglarea hormonală:Reglarea hormonală: Activatori: glucagonul, catecolaminele, Activatori: glucagonul, catecolaminele,
glucocorticoizii (activează lipoliza – TG– glicerol --- glucocorticoizii (activează lipoliza – TG– glicerol --- substrat pentru gluconeogeneză)substrat pentru gluconeogeneză)
Glucocorticoizii – favorizează proteoliza Glucocorticoizii – favorizează proteoliza extrahepatică --- AA--- Glextrahepatică --- AA--- Gl
Glucagonul: micşorează concentraţia de fructozo Glucagonul: micşorează concentraţia de fructozo 2,6 difosfat (activator al fosfofructokinazei, 2,6 difosfat (activator al fosfofructokinazei, inhibitor al fructodifosfotazei) – va favoriza inhibitor al fructodifosfotazei) – va favoriza gluconeogeneza şi inhibă glicolizagluconeogeneza şi inhibă glicoliza
Insulina – inhibă gluconeogeneza şi activează Insulina – inhibă gluconeogeneza şi activează glicolizaglicoliza
Sistemul navetă malat-aspartatSistemul navetă malat-aspartat
++ NADH+H - din glicoliză (6)- nu se poate include în lanţul NADH+H - din glicoliză (6)- nu se poate include în lanţul
respirator, deoarece se află în citozol. Transferul lui are loc respirator, deoarece se află în citozol. Transferul lui are loc prin căi indirecte – sistemul navetă malat-aspartatprin căi indirecte – sistemul navetă malat-aspartat
Sistemul navetă glicerol fosfatSistemul navetă glicerol fosfat
METABOLIZMUL GL ÎN ŢESUTUL ADIPOSMETABOLIZMUL GL ÎN ŢESUTUL ADIPOS
TRANSPORTUL GL ÎN CELULĂ
FOSFORILAREA GL HEXOKINAZEI
GLICOLIZA
LIPOGENEZA
ŞUNTUL PENTOZO FOSFAT
GLICOGENEZA
GLICOGENOLIZA
Căile metabolice a Gl în ficatCăile metabolice a Gl în ficat
TRANSPORTUL GL ÎN CELULĂ
FOSFORILAREA GL GLUCOKINAZEI
GLICOLIZA
LIPOGENEZA
ŞUNTUL PENTOZO FOSFAT GLICOGENEZA
GLICOGENOLIZA
TRANSPORT ÎN CELULĂ
C kREBS
HIDROLIZA GL-6-FOSFATULUI ŞI
TRANSPORTUL GL ÎN ŢESUTURI
SINTEZA GLUCURONIZILOR
Ko zmanjka kisika (npr.preveč dela v mišicah) = končni produkt LAKTAT
V večini tkiv = končni produkt PIRUVAT
GLIKOLIZAGLIKOLIZA
GLIKOLIZA – Embden-GLIKOLIZA – Embden-Meyerhof ciklusMeyerhof ciklus
modro – substrati
Zeleno – encimi
Rdeče- visoko energijski intermediati – za sintezo ATP
Ciclul pentozofosfatCiclul pentozofosfat Metabolismul Metabolismul
Fructozei Fructozei Metabolismul Metabolismul
galactozeigalactozei
Şuntul pentozofosfatŞuntul pentozofosfat O altă cale de degradare a Gl 6 fosfatO altă cale de degradare a Gl 6 fosfat Localizat: în citoplasmăLocalizat: în citoplasmă Activ:Activ:1.1. Ţesut adiposŢesut adipos2.2. FicatFicat3.3. CorticosuprarenaleCorticosuprarenale4.4. Glanda mamară în lactaţieGlanda mamară în lactaţie5.5. Ţesut limfaticŢesut limfatic Relativ activ:Relativ activ:1.1. În eritrociteÎn eritrocite Slab activ:Slab activ: Inimă, Inimă, Ţesut muscularŢesut muscular Muschii sceleticiMuschii sceletici
ROLUL ROLUL
NADPH,NADPH,1.1. Biosinteza AG, Col, a. Biosinteza AG, Col, a.
biliari,; vitaminei D; h. biliari,; vitaminei D; h. corticosuprarenali corticosuprarenali
2.2. Neutralizarea Neutralizarea medicamentelor şi medicamentelor şi toxinelor în lanţul toxinelor în lanţul oxigenazic; neutralizarea oxigenazic; neutralizarea NH3 în cazul aminării NH3 în cazul aminării reductivereductive
3.3. Reducerea glutationului Reducerea glutationului oxidat în glutation redus.oxidat în glutation redus.
RIBOZA-5-FOSFATRIBOZA-5-FOSFAT1.1. Sinteza nucleozidelor, Sinteza nucleozidelor,
nucleotidelor, ANnucleotidelor, AN2.2. Sinteza HisSinteza His3.3. Sinteza Co: NAD, NADP, Sinteza Co: NAD, NADP,
FAD, CoAFAD, CoA
producător
EtapeleEtapele
Implică 2 etape:Implică 2 etape:
1.1. Conversia hexozelor la pentoze Conversia hexozelor la pentoze (etapa oxidativă)(etapa oxidativă)
2.2. Conversia pentozelor la hexozeConversia pentozelor la hexoze
Conversia hexozelor la pentoze Conversia hexozelor la pentoze (etapa oxidativă)(etapa oxidativă)
1. DH Cl 6 fosfatului la 6fosfoglucolactonă (produs intermediar)
2. hidroliza 6 fosfoglucolactonei la 6 fosfogluconat
DH şi decarboxilareaDH şi decarboxilarea 6 fosfogluconatului 6 fosfogluconatului
Conversia ribulozei 5 fosfatConversia ribulozei 5 fosfat
2. Conversia pentozelor la hexoze2. Conversia pentozelor la hexoze
2 ribulozo-5-fosfat + 2 xilulozo-5-fosfat 2 sedoheptulozo – 7-2 ribulozo-5-fosfat + 2 xilulozo-5-fosfat 2 sedoheptulozo – 7-fosfat + 2 gliceraldehid–3-fosfatfosfat + 2 gliceraldehid–3-fosfat
2 sedoxeptulozo 7 fosfat+ 2 gliceraldehid 3 fosfat 2 sedoxeptulozo 7 fosfat+ 2 gliceraldehid 3 fosfat 2 fructozo 6 fosfat+ 2 eritrozo 4 fosfat2 fructozo 6 fosfat+ 2 eritrozo 4 fosfat
Bilanţul sumarBilanţul sumar 2 eritrozo 4 fosfat 2 eritrozo 4 fosfat ++ 2 xilulozo 5 fosfat 2 xilulozo 5 fosfat
2 fructo2 fructozo 6 fosfat + 2 gliceraldehid 3 fosfatzo 6 fosfat + 2 gliceraldehid 3 fosfat
Bilanţul:Bilanţul:
6 glucozo 6P + 12 NADP +6H2O 6 CO2 +12NADPH+H +6 glucozo 6P + 12 NADP +6H2O 6 CO2 +12NADPH+H +
4 fructozo 6P + 2 gliceraldehid 3 P4 fructozo 6P + 2 gliceraldehid 3 P
2 gliceraldehid 3 P = fructozo1,6 difosfat = glucozo 6P2 gliceraldehid 3 P = fructozo1,6 difosfat = glucozo 6P
4fructozo 6P= 4 glucozo 6P4fructozo 6P= 4 glucozo 6P
6 glucozo 6P + 12 NADP +6H2O 6 CO2 +12NADPH+H +6 glucozo 6P + 12 NADP +6H2O 6 CO2 +12NADPH+H +
+5glucozo 6P+ H3PO4+5glucozo 6P+ H3PO4
glucozo 6P + 12 NADP +7H2O 6 CO2 glucozo 6P + 12 NADP +7H2O 6 CO2 +12NADPH+H +H3PO4+12NADPH+H +H3PO4
ReglareaReglarea
Glucozo 6P DH:Glucozo 6P DH: Activatori: mărirea de NADPActivatori: mărirea de NADP Inhibitori: NADPH+H; acil CoAInhibitori: NADPH+H; acil CoA Activitatea şuntului e controlată de Activitatea şuntului e controlată de
raportul glutation oxidat/glutation redus. raportul glutation oxidat/glutation redus. Concentraţiile mari de GSSG creşte viteza Concentraţiile mari de GSSG creşte viteza şuntuluişuntului
Sinteza DH creşte ăn glanda mamară în Sinteza DH creşte ăn glanda mamară în perioada de lactaţie; scade în ficat şi perioada de lactaţie; scade în ficat şi ţesutul adipos în diabet şi inaniţieţesutul adipos în diabet şi inaniţie
Deficienţele ereditare ale E Deficienţele ereditare ale E
Deficienţa transcetolazei ( E are o afinitate Deficienţa transcetolazei ( E are o afinitate redusă pentru TPP) – conduce la tulburări redusă pentru TPP) – conduce la tulburări neurologice (sd Wernicke – Korsakoff)neurologice (sd Wernicke – Korsakoff)
Deficienţa de Gl 6PDH – se manifestă în Deficienţa de Gl 6PDH – se manifestă în special în eritrocite, unde calea special în eritrocite, unde calea pentozofosfat e unica sursă de NADPH+H – pentozofosfat e unica sursă de NADPH+H – conduce la hemoliza eritrocitelorconduce la hemoliza eritrocitelor
NADPH+H – protejează AGnesaturaţi de NADPH+H – protejează AGnesaturaţi de interacţiunea O2 în membrană şi asigură interacţiunea O2 în membrană şi asigură gradul de oxidare a Fe 2+ în hemoglobină.gradul de oxidare a Fe 2+ în hemoglobină.
Metabolismul FructozeiMetabolismul Fructozei Fr parvine din zaharozăFr parvine din zaharoză 2 căi metabolice2 căi metabolice1. 1. în rinichi, muschii scheletici:în rinichi, muschii scheletici:Fr + ATP Fr 6P + ADP Fr + ATP Fr 6P + ADP E- hexokinazaE- hexokinaza2. 2. În ficatÎn ficatFr + ATP Fr1P + ADPFr + ATP Fr1P + ADPE- fructokinazaE- fructokinazaAbsenţa fructokinazei conduce la fructozurie Absenţa fructokinazei conduce la fructozurie
esenţială – starea nu se agravează, dar se esenţială – starea nu se agravează, dar se acumulează Fr în urinăacumulează Fr în urină
Fr 1P dioxiacetonfosfat + Fr 1P dioxiacetonfosfat + gliceraldehidăgliceraldehidă
E- aldolazaE- aldolaza Absenţa E – intoleranţî ereditară a Absenţa E – intoleranţî ereditară a
Fr:Fr:1.1. Acumularea intracelulară a Fr1PAcumularea intracelulară a Fr1P2.2. Hipoglicemie, vomă, icter, Hipoglicemie, vomă, icter,
hemoragiehemoragie3.3. Insuficienţă hepaticăInsuficienţă hepatică Tratament: dietă fără Fr şi zaharozăTratament: dietă fără Fr şi zaharoză
Gliceraldehida (GA) intră în Gliceraldehida (GA) intră în glicoliză pe următoarele căi:glicoliză pe următoarele căi:
1. 1. Sub formă de GA fosfatSub formă de GA fosfat
GGA + ATP Gliceraldehidfosfat +ADPA + ATP Gliceraldehidfosfat +ADP
E – tiokinazaE – tiokinaza
2. 2. Sub formă de dioxiaceton fosfatSub formă de dioxiaceton fosfat
GA + NADH+H glicerol GA + NADH+H glicerol
Glicerol +ATP glicerol 3PGlicerol +ATP glicerol 3P
Glicerol 3P +NAD dioxiacetonP +NADH+HGlicerol 3P +NAD dioxiacetonP +NADH+H
3. 3. Ca 2 fosfogliceratCa 2 fosfoglicerat
GA +NAD+H2O glicerat + NADH+HGA +NAD+H2O glicerat + NADH+H
Glicerat + ATP 2fosfoglicerat + ADPGlicerat + ATP 2fosfoglicerat + ADP
Metabolismul galactozei (Gal)Metabolismul galactozei (Gal) Se metabolizează în ficat şi rinichiSe metabolizează în ficat şi rinichi
1. 1. Fosforilarea GalFosforilarea Gal
Gal + ATP Gal 1P + ADPGal + ATP Gal 1P + ADP
E- galactokinazaE- galactokinaza
2. 2. Interacţiunea Gal 1P cu UDP-GlInteracţiunea Gal 1P cu UDP-Gl
Gal 1P + UDP-Gl UDP-Gal- + Gl 1PGal 1P + UDP-Gl UDP-Gal- + Gl 1P
E- UDP glucozo-galactozo 1P uridil transferazaE- UDP glucozo-galactozo 1P uridil transferaza
3. 3. Interconversia UDP-Gal în UDP-GlInterconversia UDP-Gal în UDP-Gl
UDP-Gal UDP-GlUDP-Gal UDP-Gl
E – epimerazaE – epimeraza
Soarta UDP gl:Soarta UDP gl:
1.1. Sinteza glicogenuluiSinteza glicogenului
2.2. UDP Gl +PP----UTP+Gl1P Gl 1P----Gl6PUDP Gl +PP----UTP+Gl1P Gl 1P----Gl6P
GalactozemiaGalactozemia Deficienţa galactokinazeiDeficienţa galactokinazei – conduce la – conduce la
galactozemie şi galactozurie:galactozemie şi galactozurie:1.1. Cataracta cristalinuluiCataracta cristalinului2.2. Reducerea Gal la galactiolReducerea Gal la galactiol Deficitul E –UDPGl-Gal 1P-uridiltransferază – Deficitul E –UDPGl-Gal 1P-uridiltransferază –
conduce la galactozemia clasicăconduce la galactozemia clasică1.1. Dereglare autosomal recesivăDereglare autosomal recesivă2.2. Alterări hepaticeAlterări hepatice3.3. CataractăCataractă4.4. Tulburări neuropsihice (alteraţie mentală severă)Tulburări neuropsihice (alteraţie mentală severă) Tratament: dietă fără GalTratament: dietă fără Gal
Calea acidului glucuronicCalea acidului glucuronic
O altă cale de metabolizare a Gl este formarea a. O altă cale de metabolizare a Gl este formarea a. glucuronicglucuronic
1. Activarea Gl1P sub formă de UDP-Gl1. Activarea Gl1P sub formă de UDP-Gl UTP + Gl1P Gl-UDP + PPUTP + Gl1P Gl-UDP + PP E- UDP-Gl-pirofosforilazaE- UDP-Gl-pirofosforilaza Gl-UDP + 2NAD +H2O ---- Glucuronat-UDP+ 2 Gl-UDP + 2NAD +H2O ---- Glucuronat-UDP+ 2
NADH+HNADH+H UDP- glucoronat +H2O a. glucuronic l UDP- glucoronat +H2O a. glucuronic l
Samo v mlečnih žlezah, preko UDP-glukoze in encimov:
Laktoza sintaza in galaktozil transferaza.
Ob prisotnosti alfa-laktalbumina tvori laktozo, v nemlečnih tkivih pa N-acetillaktozamin.
Regeneracija reduciranega glutationa zahtevaRegeneracija reduciranega glutationa zahteva NADPH, NADPH, tvorjenega v eritrocitih po poti pentoza tvorjenega v eritrocitih po poti pentoza fosfata:fosfata:
Glutation ReduGlutation Redukktatazaza katalizirakatalizira:: GSSGGSSG + + NADPHNADPH + + HH++ 2 GSH2 GSH + + NADPNADP++
Glutation peroksidazaGlutation peroksidaza katalizira razgradnjo peroksidakatalizira razgradnjo peroksida, , 2 2 molekuli glutationa molekuli glutationa (GSH) (GSH) se oksidirata v disulfidse oksidirata v disulfid. .
2 GSH + ROOH 2 GSH + ROOH GSSG + ROH + H GSSG + ROH + H22OO
Glutation peroksidaza uporablja mikroGlutation peroksidaza uporablja mikro element element selenselen kot kot funkcionalno skupinofunkcionalno skupino. . Primarna struktura vsebuje analog cisteinaPrimarna struktura vsebuje analog cisteina, , selenocselenocisteinistein, Se , Se je namestoje namesto S. S.
H3N+HC CH2 CH2
COO
C
O
NH
CH
CH2
SH
C
O
NH
CH2 COO
-glutamyl-cysteinyl-glycine Glutathione
GlutationGlutation je tripeptid, ki vključuje Glu vezan na izopeptidno vez na je tripeptid, ki vključuje Glu vezan na izopeptidno vez na stranski verigi karbonila. stranski verigi karbonila. Funkcionalna skupina glutationa je Funkcionalna skupina glutationa je cistein tiolcistein tiol..
Vloga glutationa:Vloga glutationa:
DegradaDegradacija vodikovega peroksidacija vodikovega peroksida,, ki nastane spontano v okoljih bogatih ki nastane spontano v okoljih bogatih s kisikom in eritrocitih. Vodikov peroksid lahko reagira z dvojnimi vezmi s kisikom in eritrocitih. Vodikov peroksid lahko reagira z dvojnimi vezmi maščobnih kislin v membrani – membrane “točijo”. maščobnih kislin v membrani – membrane “točijo”.
H3N+HC CH2 CH2
COO
C
O
NH
CH
CH2
SH
C
O
NH
CH2 COO
-glutamyl-cysteinyl-glycine Glutathione
GliceraldehidGliceraldehid-3-P and f-3-P and fruktozaruktoza-6-P, -6-P, nastala iznastala iz 5-C 5-C fosfatov fosfatov sladkorjevsladkorjev, , se lahko uporabita v glikolizi za sintezo se lahko uporabita v glikolizi za sintezo ATPATP. . Nastane Nastane
nekaj molekulnekaj molekul NADPHNADPH..
2 NADP+ 2 NADPH + CO2
glucose-6-P ribulose-5-P ribose-5-P
fructose-6-P, & glyceraldehyde-3-P
to Glycolysis
for production of ATP
Pentose Phosphate Pathway producing NADPH and ATP
GlGliceraldehidiceraldehid-3-P -3-P inin fru fruktozaktoza-6-P -6-P se lahko se lahko pretvorita vpretvorita v glukozaglukoza-6-P -6-P za ponoven vstop v pot za ponoven vstop v pot
pentoze fosfata, maksimalna sintezapentoze fosfata, maksimalna sinteza NADPHNADPH..
2 NADP+ 2 NADPH + CO2
glucose-6-P ribulose-5-P ribose-5-P
fructose-6-P, & glyceraldehyde-3-P
Pentose Phosphate Pathway producing maximum NADPH
RibuloRibulozaza-5-P -5-P se lahko pretvori v se lahko pretvori v riboribozaza-5--5-fosfatfosfat, , surovino za surovino za sintezosintezo nunukkleotidleotidov ov in nukleinskih kislinin nukleinskih kislin. . Sintetizira se Sintetizira se NADPHNADPH..
Odvisno od potreb celice po riboza-5-fosfatu, NADPH, in ATP, pot pentoza fosfata deluje po različnih načinih da maksimira različne produkte:
2 NADP+ 2 NADPH + CO2
glucose-6-P ribulose-5-P ribose-5-P
Pentose Phosphate Pathway producing NADPH and ribose-5-phosphate
Celokupna reakcijaCelokupna reakcija
CC55 + + CC55 C C33 + C + C77 (Transketola (Transketolazaza))
CC33 + C + C77 CC66 + C+ C44 (Transaldola (Transaldolazaza))
CC55 + C + C44 CC66 + + CC33 (Transketola (Transketolazaza))________________________________________________________
3 C3 C55 2 C2 C66 + + CC33 ( (skupna reakcijaskupna reakcija) )
glukozaglukoza-6--6-fosfat se lahko regenerira ali izfosfat se lahko regenerira ali iz 3-C3-C glgliiceraldehceraldehiid-3-d-3-fosfatafosfata ali izali iz 6-C6-C fru frukktotozaza-6--6-fosfatafosfata, , via via encimov glukoneogenezeencimov glukoneogeneze. .
HORMONSKA REGULACIJA METABOLIZMA HORMONSKA REGULACIJA METABOLIZMA GLIKOGENAGLIKOGENA
Insulin deluje preko sekundarnih prenašalcev v biosintezi glikogena v
mišicah.
Glikogeneza v jetrih odvisna od hormona insulina
Glikogenoliza odvisna od hormona glukagona in
epinefrina
Mediatorji: Ca2+, cAMP, inozitol trifosfat
Glycogen Storage Disease Symptoms, in addition to glycogen accumulation
Type I, liver deficiency of Glucose-6-phosphatase (von Gierke's disease)
hypoglycemia (low blood glucose) when fasting, liver enlargement.
Type IV, deficiency of branching enzyme in various organs, including liver (Andersen's disease)
liver dysfunction and early death.
Type V, muscle deficiency of Glycogen Phosphorylase (McArdle's disease)
muscle cramps with exercise.
Type VII, muscle deficiency of Phosphofructokinase.
inability to exercise.
• METABOLIZEM DRUGIH METABOLIZEM DRUGIH SLADKORJEV:SLADKORJEV:
FRUKTOZA,FRUKTOZA,GALAKTOZA,GALAKTOZA,
MANOZA,MANOZA,GLICEROL,GLICEROL,
GLUKURONAT GLUKURONAT
Metabolizem fruktoze:Metabolizem fruktoze:
Telo lahko porabi fruktozo kot glavni vir energije. Metabolne poti se razlikujejo v jetrih in mišicah:
Direkten metabolit glikolize
Jetra potrebujejo
še druge encime ,
vsebujejo več glukokinaze in zelo malo heksokinaze.
Metabolizem galaktoze:Metabolizem galaktoze:
Se metabolizira iz mlečnega sladkorja - laktoze. V glikolizo vstopa kot glukoza-1-fosfat (G1P):
Z fosforilacijo katalizirano z
galaktokinazo preko epimerizacije z
galaktoza-1-fosfat uridil transferazo
Konverzija v G6P z
fosfoglukoza mutazo.
Metabolizem manoze:Metabolizem manoze:
Prebava mnogih polisaharidov in glikoproteinov daje manoze – fosforilirana z heksokinazo do manoza-6-fosfata in konvertirana v fruktoza-6-fosfat z fosfomanozno izomerazo – v glikolizo vstopa kot G6P s potjo glukoneogeneze:
Manoza je v evkariotih sestavni del N- in O-vezanih glikanov.Manoza je v evkariotih sestavni del N- in O-vezanih glikanov.
Vezava glikanov na proteine:
Metabolizem glicerola:Metabolizem glicerola:
Vir je adipozno tkivo – vstop v glukoneogenezo v obliki C-skeleta po odcepu maščobnih kislin.
Metabolizem glukuronata:Metabolizem glukuronata:
Zelo polarna molekula, sestavni
del glikozaminoglikanov
in bilirubina ter steroidnih hormonov.
Glukuronat nastane iz glukoze po
poti uronske kisline.
Nastanek glikozaminoglikanovNastanek glikozaminoglikanov
Metabolizem glicerola:Metabolizem glicerola:
Vir je adipozno tkivo – vstop v glukoneogenezo v obliki C-skeleta po odcepu maščobnih kislin.
Metabolizem glukuronata:Metabolizem glukuronata:
Zelo polarna molekula, sestavni
del glikozaminoglikanov
in bilirubina ter steroidnih hormonov.
Glukuronat nastane iz glukoze po
poti uronske kisline.
Nastanek glikozaminoglikanovNastanek glikozaminoglikanov