7

Регуляция обмена углеводов

Соотношение между процессами катаболизма и анаболизма глюкозы в клетках печени находится под контролем целого ряда факторов регуляции :

1. концентрация метаболитов и глюкозы;

2. воздействие гормонов.

Внутриклеточные регуляторы

Субстраты и промежуточные продукты метаболических реакций играют важную роль в регуляции соотношения между гликолизом и глюконеогенезом.

Рассмотрим, как регулируется само вступление остатков глюкозы на путь гликолиза. Вовлечение глюкозных остатков в процесс гликолиза обеспечивает важная реакция и эта реакция контролируется регуляторными ферментами. Реакция катализируется гексокиназой и активность этого фермента ингибируется глюкозо-6-фосфатом. Когда концентрация глюкозо-6-фосфата в клетке сильно возрастает, т.е. когда он образуется быстрее, чем потребляется, наступает ингибирование - гексокиназа под действием глюкозо-6-фосфата выключается и дальнейшего фосфорилирования глюкозы не происходит до тех пор, пока избыток глюкозо-6-фосфата не будет использован.

гексокиназа

Г лю Глю-6-ф

В печени преобладает другой фермент - глюкокиназа, который не ингибируется глюкозо-6-фосфатом. Поэтому в печени, способной хранить большие количества гликогена, избыточная глюкоза крови может фосфорилироваться в глю-6-ф, которая через глю-1-ф превращается в гликоген.

Кроме гексокиназной реакции в гликолизе имеются еще два главных регулируемых этапа: это фосфофруктокиназная и пируваткиназная реакция.

В скелетных мышцах активность фосфофруктокиназы определяется концентрациями субстратов этого фермента (АТФ и фруктозо-6-фосфата) и его продуктов (АДФ и фруктозо-1,6-дифосфата), а также цитрат.

Главными отрицательными модуляторами фосфофруктокиназы являются АТФ и цитрат.

Главными положительными модуляторами являются АМФ и фруктозо-1,6-дф.

цитрат, АТФ ( - )

фосфофруктокиназа

Ф ру-6 Фру-1,6 -фф

АМФ, Фруктозо-1,6 -фф ( + )

Третьим регулирующим этапом гликолиза является пируваткиназная реакция.

пируваткиназа АТФ, Ацетил-КоА ( - )

Ф ЕП ПИР

Активность пируваткиназы ингибируется АТФ и ацетил-КоА, а также жирными кислотами.

реакция/ фермент	ингибитор	активатор
гексокиназа
глю Глю-6-ф фосфофруктокиназа фру-6-ф фру-1,6-дф пируваткиназа ФЕП ПИР	глю-6-ф АТФ, цитрат АТФ, ацетил-КоА, жирные кислоты	фру-1,6-дф, АМФ

13?

Три стадии катаболизма углеводов обеспечивают получении энергии: гликолиз, цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование.

При уменьшении содержания АТФ, возрастает концентрация АДФ и Фн, это приводит к возрастанию скорости переноса электронов и окислительного фосфорилирования. Одновременно повышается скорость окисления пирувата через цикл лимонной кислоты, т.е. усиливается приток электронов в дыхательную цепь. Это приводит к увеличению скорости гликолиза, тем самым обеспечивается образование пирувата. Затем наступает момент, когда отношение АТФ/АДФ + Фн возвращается к обычному высокому уровню. Теперь перенос электронов и окислительное фосфорилирование замедляется. Цикл лимонной кислоты замедляется, т.к. АТФ и цитрат являются ингибиторами фосфофруктокиназы и пируваткиназы.