Глуконеогенеза

Глуконеогенеза са кључним молекулима и ензимима. Многи ступњеви су супротни ступњевима гликолизе.

Глуконеогенеза (GNG) је метаболички пут којим се формира глукоза из супстрата који нису угљени хидрати, као што су лактат, глицерол, и глукогенске аминокиселине.

Она је један од два главна механизма који људи и многе животиње користе за одражавање нивоа глукозе у крви (спречавање хипогликемије). Други начин одражавања нивоа крвне глукозе је деградација гликогена (гликогенолиза).

Глуконеогенеза је све присутни процес, у биљкама, животињама, гљивама, бактеријама, и другим микроорганизмима. Код животиња се глуконеогенеза јавља углавном у јетри, и у мањој мери у кортексу бубрега. До овог процеса долази током периода пошћења, гладовања, нискоугљенохидратне дијете, или интензивног вежбања. Она је високо ендергона. На пример, путу који води од фосфоенолпирувата до глукоза 6-фосфата потребно је 6 молекула АТП. Глуконеогенеза је често везана са кетозом. Глуконеогенеза је честа мета терапија за дијабетес типа II, као што је метформин, које инхибирају формирање глукозе и стимулишу унос глукозе у ћелије.

Метаболички пут

Глуконеогенезни пут се састоји од једанаест реакција катализованих ензимима. Пут може да почне у митохондрији или цитоплазми, у зависности од кориштеног супстрата. Већина реакција су реверзибилни кораци нађени у гликолизи.

• Глуконеогенеза почиње у митохондрији формирањем оксалоацетата путем карбоксилације пирувата. За ту реакцију је неопходан један молекул АТП-а. Она је катализована пируватном карбоксилазом. Тај ензим је стимулисан високом нивоима ацетил-CoA (произведеног β-оксидацијом у јетри), и инхибисан високим АДП нивоима.
• Оксалоацетат се редукује до малата користећи NADH. Ова степен је неопходан за транспорт из митохондрије.
• Малат се оксидује до оксалоацетата користећи NAD⁺ у цитоплазми, где се преостали степени глуконеогенезе одвијају.
• Оксалоацетат се декарбоксилује и фосфорилује до фосфоенолпирувата дејством фосфоенолпируватне карбоксикиназе. Један молекул GTP-а се хидролизује до ГДП-а током те реакције.
• Следећи кораци те реакције су исти као реверзна гликолиза. Фруктоза 1,6-бисфосфатаза конвертује фруктозу 1,6-бисфосфат до фруктоза 6-фосфата, користећи један молекул воде и формирајући јеан фосфат. То је степен који одређује брзину глуконеогенезе.
• Глукоза 6-фосфат се формира из фруктозе 6-фосфата дејством фосфоглукоизомеразе. Глукоза 6-фосфат може да буде коришћена у другим метаболичким путевима или дефосфорилисана за ослобађање глукозе. Док слободна глукоза може лако да дифузује у и из ћелије, фосфорилисана форма (глукоза 6-фосфат) се задржава у ћелији.
• Завршна реакција глуконеогенезе је формирање глукозе, која се одвија у лумену ендоплазматичног ретикулума, где се глукоза 6-фосфат хидролизује глукоза 6-фосфатазом до глукозе. Глукоза се премешта у цитозол глукозним транспортерима лоцираним у мембрани ендоплазматичног ретикулума.

Литература

• Давид L Нелсон & Мицхаел M Цоx (2000). Лехнингер Принциплес оф Биоцхемистрy. УСА: Wортх Публисхерс. стр. 724. ISBN 1-57259-153-6. 

Спољашње везе

• Преглед глуконеогенезе
• Интерактивни дијаграм
• Хемијска логика глуконеогенезе