Супстратни циклус
Супстратни циклус или бескорисни циклус (енгл. Futile cycle) одвија се кад два метаболична пута симултано теку у супротним смеровима и немају свеукупни ефекат осим дисипације енергије у виду топлоте.[1] На пример, ако би гликолиза и глуконеогенеза били истовремено активни, глукоза би се конвертовала у пируват путем гликолизе и затим конвертовала назад у глукозу путем глуконеогенезе, уз свеукупну АТП потрошњу.[2] Супстратни циклус може да има улогу у метаболичкој регулацији, при чему би супстратни циклус представљао осциловање између два стања и био би веома сензитиван на мале промене у активности било ког од обухваћених ензима.[3] Овај циклус ствара топлоту, те би можда могао да се користи за одржавање термалне хомеостазе, на пример у смеђем адипозном ткиву младих сисара, или за брзо стварање топоте, на пример код мишића за лет инсеката и код хибернационих животиња током периодичних надражаја услед торпора. Према неким извештајима супстратни циклус глукозног метаболизма није бескористан циклус, већ је регулаторни процес. На пример, кад је енергија нагло потребна, АТП се замењуе АМП молекулима.
Пример[уреди | уреди извор]
Симултано одвијање гликолизе и глуконеогенезе је пример узалудног циклуса, који се може представити следећим једначинама:
На пример, током гликолизе, фруктоза-6-фосфат се конвертује у фруктозу-1,6-бисфосфат у реакцији катализованој ензимом фосфофруктокиназа 1 (ПФК-1).
- АТП + фруктоза-6-фосфат → Фруктоза-1,6-бисфосфат + АДП
Током глуконеогенезе (и.е. синтезе глукозе из пирувата и других једињења) одвија се реверзна реакција, која је посредована фруктоза-1,6-бисфосфатазом (ФБПасе-1).
- Фруктоза-1,6-бисфосфат + H2O → фруктоза-6-фосфат + Pi
Свеукупна реакција је:
- ATP + H2O → ADP + Pi + топлота
Ово је хидролиза АТП без било каквог корисног метаболичког учинка. Ако се дозволи да се ове две реакције симултано одвијају великом брзином у истој ћелији, велика количина хемијске енергије ће бити расута као топлота. Овај неекономични процес се стога назива бескорисним циклусом.[4]
Референце[уреди | уреди извор]
- ^ Сцхwендер Ј, Охлрогге Ј, Схацхар-Хилл Y (2004). „Ундерстандинг флуx ин плант метаболиц нетwоркс”. Цурр Опин Плант Биол. 7 (3): 309—17. ПМИД 15134752. дои:10.1016/ј.пби.2004.03.016.
- ^ Боитеуx А, Хесс Б (1981). „Десигн оф глyцолyсис”. Пхилос Транс Р Соц Лонд Б Биол Сци. 293 (1063): 5—22. ПМИД 6115423. дои:10.1098/рстб.1981.0056.
- ^ Самоилов M, Плyасунов С, Аркин А (2005). „Стоцхастиц амплифицатион анд сигналинг ин ензyматиц футиле цyцлес тхроугх ноисе-индуцед бистабилитy wитх осциллатионс”. Проц Натл Ацад Сци УСА. 102 (7): 2310—5. ПМЦ 548975
. ПМИД 15701703. дои:10.1073/пнас.0406841102.
- ^ Нелсон, D. L., Лехнингер, А. L., & Цоx, M. M. (2008). Лехнингер принциплес оф биоцхемистрy (5тх ед.. стр. 582-583). Неw Yорк: W.Х. Фрееман.
Спољашње везе[уреди | уреди извор]
- Футиле+цyцлес на US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)