A glükóz reszintézise. A glükóz reszintézise. A reszintézis nem egyszerű megfordítása a glikolízisnek. A glikolízis 3 irrevezibilis lépése más úton játszódik le. Ennek oka egyrészt energetikai, másrészt az eltérő lépések lehetőséget adnak a két út független szabályozására. A piruvát karboxiláz ATP és hidrogénkarbonát felhasználásával piruvátból oxálecetsav szintézisét katalizálja. A piruvát karboxiláz biotin prosztetikus csoportot tartalmaz. A CO 2 a biotin prosztetikus csoporthoz kötve aktiválódik. A foszfoenolpiruvát karboxikináz GTP felhasználásával foszfoenolpiruvát szintézisét katalizálja Összegezve a piruvát-oxálacetát és a oxálacetát foszfoenolpiruvát reakciókat láthatjuk, hogy a piruvát-foszfoenol piruvát reakció két nagyenergiájú foszfát (1 ATP és 1 GTP felhasználásával történik
A poszfoenolpiruvát szintézise részben a mitokondriumokban részben a citoszólban történik A fruktóz 1,6 biszfoszfát glükózzá alakításában két foszfatáz enzim vesz részt. Több endoplazmás retikulum fehérje vesz részt a glükóz 6-foszfát, glükóz átalakulásban. A foszfatáz mellett transzporterek és egy Ca 2+ kötő stabilizáló fehérje (SP) található a membránban. A glükoneogenezis szabályozása. A glükóz direkt oxidációja. A glükóz direkt oxidációja során a glükóz 6-foszfát két dehidrogenálási lépése során pentóz foszfátok és redukált koenzim, 2 NADPH keletkezik. A folyamat elsődleges célja nem energia termelés, hanem a szintézisekhez prekurzor és reduktív kapacitás biztosítása. glukóz 6-foszfát dehidrogenáz laktonáz Glukóz 6-foszfát 6-foszfoglukono-δ lakton 6-foszfoglukosav 6-foszfoglukonát dehidrogenáz D-ribulóz-5- foszfát foszfopentóz izomeráz D-ribóz-5- foszfát
A cukorfoszfátok átalakulásai transzaldoláz és transzketoláz reakciók sorozatával.
A glikogén lebontása és szintézise. A glikogén glükóz egységekből felépülő sok elágazást tartalmazó poliszacharid, a glikogén szemcse közepén egy glikogenin nevű fehérje található A glikogénben a glükóz egységek α1-4 és α1-6 kötésekkel kapcsolódnak elágazó poliszacharid lánccá. A glikogén és glükóz anyagcsere főbb útjainak áttekintése.
A glikogénből a glikogén foszforiláz (röviden foszforiláz) hatására glükóz 1-foszfát keletkezik A foszforiláz, a transzferáz és az 1,6 glikozidáz szerepe a glikogén lebontásban. Az elágazásoknál található α 1-6 kötéseket az α 1-6 glikozidáz hasítja. A glükóz 1-foszfát a foszfoglukomutáz enzim hatására glükóz 6-foszfáttá alakulhat.. A reakcióban egy foszfoenzim intermedier vesz részt. A foszforiláz szerkezete. Az enzim két azonos alegységből áll. A katalízisben az enzim aminosav oldalláncai mellett egy piridoxál foszfát prosztetikus csoport is részt vesz. A piridoxálfoszfát Schiff bázist képez az enzim egy lizin oldalláncával.
A foszforiláz reakció mechanizmusa. Az anorganikus foszfát proton donorként hasítja a glikozidos kötést és protonja megjelenik az új láncvégi glükóz egység 4. OH csoportján, közben a lehasadó glükóz 1. C atom átmenetileg karbokationná alakul. Végül a karbokation és a PLP foszfát csoportja segítségével protonált ortofoszfát reakciójával glükóz 1-foszfát keletkezik. A foszforiláz aktivitása kovalens módosítással szabályozódik A foszforiláz 14-es szerin oldallánca foszforiláz kináz enzim segítségével foszforilálható. A foszforiláz szabályozása kovalens módosítással. A foszforiláz b alloszterikus szabályozása izomban. A foszforiláz a allosztérikus szabályozása májban. A foszforiláz kináz kettős szabályozása. A foszforiláz kináz aktiválható a sejten belüli jelátvitelben fontos szerepet játszó Ca 2+ ionokkal és foszforilációval is.
Jeltovábbító kaszkád a glikogén lebontás szabályozásában. A glikogén szintézis nem a lebontás megfordítása, a glikogén szintáz szubsztrátja az UDP-glükóz. A glikogén szintáz az UDP-glükóz szubsztrát aktivált glükóz egységét kapcsolja olyan glikogén poliszacharid láncra, amely legalább 4 glükóz egységből áll. A glikogén szintézisben résztvevő fehérjék: A glikogenin két azonos elegységből álló dimer, melyek kölcsönösen képesek glikozilálni alegységenként egy tirozin oldalláncot. Ezt a primert folytatja a glikogén szintáz, az elágazásokat pedig a glikogén transzferáz alakítja ki. A glikogén transzferáz egy aszparaginsav oldalláncán kovalens intermedierként oligoszacharid lánc kapcsolódik az enzimhez. Jeltovábbító kaszkád a glikogén szintézis szabályozásában..
A glükóz reszintézise nem a glikolízis tükörképe. A glikolízis 3 irreverzibilis reakciója helyett eltérő lépéseket találunk a glikoneogenezis során. A piruvát átalakulása foszfoenolpiruváttá 2 nagyenergiájú nukleozidtrifoszfát felhasználásával oxálecetsavon keresztül történik. A fruktóz 1.6-biszfoszfát és a glükóz 6-foszfát defoszforilációja két specifikus foszfatáz enzim által katalizált. A glikolízis és a glikoneogenezis ellentétesen szabályozott. A glükóz direkt oxidációjának elsődleges célja a redukált NADPH generálása és szintetikus prekurzorok, különböző szénatom számú cukorfoszfátok szintézise. A glikogén lebontás kulcs enzime a glikogén foszforiláz, aktivitása során glükóz 1-foszfát keletkezik, a lebontásban részt vesz még a transzferáz és az 1.6-glikozidáz enzim is. A foszforiláz enzim kináz kaszkád által reverzibilis foszforilációval és alloszterikus modulációval szabályozott. A glikogén szintézist más enzimek katalizálják. A glikogén szintáz szubsztrátja az UDP-glükóz. A szintézisben részt vesz még a glikogenin és a glikogén 1.6.transzferáz. A glikogén szintézis és lebontás ellentétesen regulált.