Процесс синтеза глюкозы из лактата

Глюконеогенез из лактата не может быть простым обращением процесса гликолиза, потому что в гликолиз включены 3 необратимых р-ии: гексокиназная, фосфофруктокиназная, пируваткиназная р-ии

Вместе с тем в ходе глюконеогенеза используются широко фермент ы гликолиза, которые катализируют обратимые р-ии

Суммарное ур-е:

Может протекать в водной фазе и при достаточно высоком энергетическом потенциале к-ки

Начинается глюконеогеез из лактата с превращения последнего в пируват

Фермент лататдигидрогеназа катализирует р-ию и восстановления пирувата в лактат (р-ии гликолиза и гликогенолиза), и оксисление с образованием лактата (из глюкозы образуется 2 молекулы лактата, поэтому везде поставлен коэффициент 2)

 

Пируваткиназная р-ия гликолиза необратима, поэтому получить фосфоенолпируват из пирувата абсолютно невозможно 

В к-ках существует обходной путь, в котором участвует 2 дополнительных фермента:

1. Пируваткарбоксилаза (креатинзависимый)

2. Фосфоенолпируваткарбоксикиназа (ФЭП-карбоксикиназа)

ФЭП – фосфоенолпируват

Обе р-ии энергозависимы

Остальные р-ии гликолиза обратимы

Необратимая – фосфофруктокиназная р-ия, но существует обходной путь, если есть фермент: Фруктозо-1,6-бисфосфатаза

Этот фермент катализирует р-ию гидролиза, т.е. отщепляет фосфорильный остаток от фруктозо-1,6-дифосфата в виде фосфорной к-ты, присоединяя воду. Образуется фруктозо-6-фосфат

Фруктозо-6-фосфат изомеризуется в глюкозо-6-фосфат

Необратимость гексокиназной р-ии, преодолевается за счет наличия в определенных тканях (в том числе в печени) фермента – глюкозо-6-фосфотазы

Данный фермент отщепляет гидролитическим путем фосфорильный остаток в виде фосфорной к-ты, т.е. с образованием свободной глюкозы

На синтез 1 молекулы глюкозы из 2 молекул лактата к-ка затрачивает 6 макроэргических эквивалентов, поскольку необходимо 4 молекулы АТФ и 2 молекулы ГТФ

Поэтому синтез может идти только в том случае, если к-ка хорошо снабжена энергией

Промежуточным продуктом является ЩУК, которая является метаболитом цикла Кребса, от сюда следует:

Любое соединения, углеродный скелет которого может превращаться в ходе обменных процессов в один из промежуточных продуктов цикла Кребса или в пируват может использоваться для синтеза глюкозы

Этим путем для синтеза глюкозы используется большинство углеродных скелетов АК (20 ___ АК, 15 из них являются глюкогенные, т.е. они интенсивно используются для глюконеогенеза)

Аналогично может превращаться в пируват глицерол, поэтому он так же может использоваться для глюконеогенеза

Для протекания глюконеогенеза требуется 4 фермента, которые не принимают участие в окислительном расщеплении глюкозы

1. Фруктозо-1,6-бисфосфатаза

2. Пируваткарбоксилаза

3. ФЭП-карбоксикиназа

4. Глюкозо-6-фосфотаза

Регуляторными ферментами глюконеогенеза должны быть ферменты, не принимающие участие в расщеплении.

Регуляторные ферменты:

1. Пируваткарбоксилаза

2. Фруктозо-1,6-бисфосфатаза

Активность этих ферментов регулируется

Активность пируваткарбоксилазы ингибируется высокими концентрациями АДФ

активатором является Ацетил-КоА, который одновременно является ингибитором пируватдегидрогеназного комплекса

Поэтому накопление ацетил-КоА ингибирует аэробное окисление глюкозы, и стимулирует синтез

А активность фруктозо-1,6-бисфосфатазы ингибируется высокими концентрациями АМФ по аллостерическому механизму

роль глюконеогенеза для человека чрезвычайно велика

1. Обеспечивает органы и ткани глюкозой

2. Перерабатывает образующийся в органах и тканях лактат, и препятствует развитию лактатацидозов

Объем глюконеогенеза – в сутки 70кг-овый человек может синтезировать до 120г глюкозы

Она идет:

1. На обеспечение энергетики к-к головного мозга

2. Необходима к-кам жировой ткани как источник глицерола для синтеза резервных триглицеридов

3. Нужна разнообразным тканям для поддержания концентрации метаболитов цикла Кребса

4. Служит единственным источником энергетического топлива в мышцах в условиях гипоксии