Г/синтез глюкози з неуглеводних з'єднань, тобто глюконеогенез

Основні напрямки використання глюкози з пулу:

а/окислювальний розпад глюкози/аеробне окислення до СО2 і Н2О, анаеробне окислення до лактату та ін /;

б/синтез резервного глікогену;

в/синтез ліпідів;

г/синтез інших моносахаридів чи їх похідних;

д/синтез замінних амінокислот;

Е/синтез інших азотовмісних сполук, необхідних клітинам.

Транспорт глюкози з крові або міжклітинної рідини в клітини йде за механізмом полегшеної дифузії, тобто за градієнтом концентрації за участю білка-переносника. Ефективність роботи механізму цього транспорту в клітинах більшості органів і тканин залежить від інсуліну. Інсулін збільшує проникність зовнішніх клітинних мембран для глюкози, збільшуючи кількість білка-переносника за рахунок додаткового його надходження з цитозолі в мембрани. Основна маса клітин різних органів і тканин є в цьому контексті інсулінозалежний, однак принаймні в клітинах трьох типів ефективність переносу глюкози через їх зовнішні мембрани не залежить від інсуліну, це еритроцити, гепатоцити і клітини нервової тканини. Ці тканини отримали назву інсуліннезалежний тканин. але я ще раз хочу підкреслити, що мова йде лише про незалежність транспорту глюкози в ці клітини від інсуліну і ні про що більше. Так, доведено, що і клітини мозку і гепатоцити мають у складі своїх зовнішніх мембран рецептори для інсуліну.

Глюкоза, що надійшла в клітку, піддається в клітці єдиному перетворення - вона фосфорилюється за участю АТФ:

У більшості органів і тканин ферментів, що каталізують цю реакцію, є гексокінази. Цей фермент володіє високою спорідненістю до глюкози і здатний її фосфорілірованний при низьких концентраціях глюкози.В гепатоцитах є ще один фермент - глюкокіназа, який також може каталізувати цю реакцію, але володіючи меншим спорідненістю до глюкози, він працює лише в умовах високих концентрацій глюкози в клітці і зазвичай бере участь лише в процесі синтезу глікогену в печінці. Реакція, що каталізується гексокінази, супроводжується великою втратою вільної енергії [DG = - 5 ккал/моль] і в умовах клітини є незворотною, а глюкозо-6-фосфат являє собою активовану форму глюкози. Суттєвою є та обставина, що зовнішня клітинна мембрана непроникна для гл-6-ф і в результаті фосфорилювання глюкоза як би "замикається" в клітці. З іншого боку, швидке перетворення глюкози в гол-6-ф дозволяє підтримувати вкрай низьку концентрацію глюкози в клітці, зберігаючи тим самим градієнт концентрації глюкози між позаклітинної рідиною і внутрішньоклітинної середовищем.

Синтез і розщеплення глікогену

При підвищенні концентрації глюкози в крові, наприклад, в результаті її всмоктування в кишечнику при травленні, збільшується надходження глюкози в клітини і принаймні частина цієї глюкози може бути використана для синтезу глікогену. Накопичення резерву вуглеводів в клітинах у вигляді глікогену має певні переваги перед накопиченням глюкози, тому що не супроводжується підвищенням внутрішньоклітинного осмотичного тиску. Разом з тим, при нестачі глюкози глікоген легко розщеплюється до глюкози або її фосфорних ефірів, а що утворилися мономірні одиниці використовуються клітинами з енергетичними або пластичними цілями.

Синтез глікогену

Поступила в клітини глюкоза піддається фосфорилювання за участю ферментів гексокінази або глюкокінази:

Потім гол-1-ф взаємодіє з урідінтріфосфатам з утворенням УДФ-глюкози за участю ферменту УДФ-глюкозопірофосфорілази [або глюкозо-1-фосфатуріділтрансферази]:

Пірофосфат відразу розщеплюється на два залишку фосфорної кислоти за участю ферменту пірофосфатази. Ця реакція супроводжується втратою енергії близько 7 ккал/моль, в результаті чого реакція утворення УДФ-глюкози стає незворотною - термодинамічний контроль напрямку процесу.

На наступному етапі залишок глюкози з УДФ-глюкози переноситься на синтезуються молекулу глікогену за участю ферменту глікогенсинтетазу: і молекула глікогену удлінняется на один залишок глюкози. Фермент глікогенсинтетазу здатна приєднати залишок глюкози з УДФглюкози до будується молекулі глікогену тільки шляхом утворення a -1,4-Глікозидний зв'язку. Отже, за участю тільки одного цього ферменту може бути синтезований лише лінійний полімер. Глікоген ж - полімер розгалужений і наявні в молекулі розгалуження формуються за участю іншого ферменту: аміло-1,4 -> 1,6 - глікозілтрансферази. Цей фермент, званий інакше ферментом розгалуження, переносить фрагмент з 5 - 7 мономірних ланок з кінця лінійного ділянки синтезованого полісахариду ближче до його середині, причому цей фрагмент приєднується до полімерного ланцюга за рахунок утворення a - 1,6-Глікозидний зв'язку:

Слід зауважити, що за іншими даними відщеплює фрагмент, що складається мінімум з 6 глюкозних залишків, переноситься на сусідню ланцюжок будується розгалуженого полісахариду. У будь-якому випадку надалі обидві ланцюга удлінняются за рахунок дії глікогенсинтетазу, а нові розгалуження формуються за участю ферменту розгалуження.

Синтез глікогену йде у всіх органах і тканинах, однак найбільший вміст спостерігається в печінці [від 2 до 5-6% загальної маси органу] і в м'язах [до 1% від їх маси]. Включення 1 залишку глюкози в молекулу гол?? Когена супроводжується використанням 2 макроергічних еквівалентів (1 АТФ і 1 УТФ), так що синтез глікогену в клітинах може йти лише при достатній енергозабезпечення клітин.

Поиск по сайту: