Синтез гликогена (гликогеногенез)
Гликоген синтезируется в период пищеварения (через 1-2 ч после приёма углеводной пищи). Следует отметить, что синтез гликогена из глюкозы требует затрат энергии.
Глюкоза активно поступает из крови в ткани и фосфорилируется, превращаясь в глюкозо-6-фосфат. Затем глюкозо-6-фосфат превращается фосфоглюкомутазой в глюкозо-1-фосфат, из которой под действием (УДФ)-глюкопирофосфорилазы и при участии (УТФ) образуется УДФ-глюкоза.
Но в силу обратимости
реакции глюкозо-6-фосфат ↔ глюкозо-1-фосфат
синтез гликогена из глюкозо-1-фосфата
и его распад оказались бы также обратимыми
и поэтому неконтролируемыми. Чтобы
синтез гликогена был термодинамически
необратимым, необходима дополнительная
стадия образования уридиндифосфатглюкозы
из УТФ и глюкозо-1-фосфата. Фермент,
катализирующий эту реакцию, назван по
обратной реакции: УДФ-глюкопирофосфорилаза. Однако в
клетке обратная реакция не протекает,
потому что образовавшийся в ходе прямой
реакции пирофосфат очень быстро
расщепляется пирофосфатазой на 2 молекулы
фосфата.
Образованная УДФ-глюкоза далее
используется как донор остатка глюкозы
при синтезе гликогена. Эту реакцию
катализирует фермент гликогенсинтаза
(глюкозилтрансфераза). Поскольку
в данной реакции не используется АТФ,
фермент называют синтазой, а не синтетазой. Фермент
переносит остаток глюкозы на олигосахарид,
состоящий из 6-10 остатков глюкозы и
представляющий собой праймер
(затравку), присоединяя
молекулы глюкозы, α-1,4-гликозидными
связями. Поскольку праймер редуцирующим
концом соединен с ОН-группой остатка
тирозина белка гликогенина, то
гликогенсинтаза последовательно
присоединяет глюкозу к нередуцирующему
концу. Когда количество мономеров в
синтезирующемся полисахариде достигает
11-12 моносахаридных остатков, фермент
ветвления (гликозил-4,6-трансфераза)
переносит фрагмент, содержащий 6-8
мономеров, то конца молекулы ближе к ее
середине и присоединяет его α-1,6-гликозидной
связью. В итоге образуется сильно
разветвленный полисахарид.
Распад гликогена или его мобилизация происходят в ответ на повышение потребности организма в глюкозе. Гликоген печени распадается в основном в интервалах между приёмами пищи, кроме того, этот процесс в печени и мышцах ускоряется во время физической работы.
Сначала фермент гликогенфосфорилаза расщепляет только α-1,4-гликозидные связи при участии фосфорной кислоты последовательно отщепляет остатки глюкозы от нередуцирующих концов молекулы гликогена и фосфорилирует их с образованием глюкозо-1-фосфата. Это приводит к укорочению ветвей.
Фермент α-1,6-гликозидаза гидролизует
α-1,6-гликозидную связь в точке ветвления
и отщепляет молекулу глюкозы.
Таким
образом, при мобилизации гликогена
образуются глюкозо-1-фосфат и небольшое
количество свободной глюкозы. Далее
глюкозо-1-фосфат при участии фермента
фосфоглюкомутазы превращается в
глюкозо-6-фосфат.
Мобилизация гликогена в печени и мышцах идет одинаково до образования глюкозо-6-фосфата. В печени под действием глюкозо-6-фосфатазы глюкозо-6-фосфат превращается в свободную глюкозу, которая поступает в кровь. Следовательно, мобилизация гликогена в печени обеспечивает сохранение нормального уровня глюкозы в крови и снабжение глюкозой других тканей. В мышцах нет фермента глюкозо-6-фосфатазы и глюкозо-6-фосфат используется самими мышцами для энергетических целей.
404 Cтраница не найдена
Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта МГТУ и большего удобства его использования. Более подробную информацию об использовании файлов cookies можно найти здесь.
Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были проинформированы об использовании файлов cookies сайтом ФГБОУ ВО «МГТУ» и согласны с нашими правилами обработки персональных данных.
Размер:
AAAИзображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайтаК сожалению запрашиваемая страница не найдена.
Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже
|
|
Педагогический (научно-педагогический) составОпределение, процесс (с этапами), регламент, часто задаваемые вопросы
Содержание
- Что такое гликогенез?
- Что такое процесс гликогенеза?
- Регуляция гликогенеза
- Часто задаваемые вопросы – Часто задаваемые вопросы
Что такое гликогенез?
Гликогенез можно определить как процесс, посредством которого синтезируется гликоген и молекулы глюкозы добавляются к цепям гликогена для хранения.
В организме человека процесс гликогенеза активируется после Цикл Кори , когда тело находится в состоянии покоя. Процесс обычно протекает в печени. Важно отметить, что процесс гликогенеза также может быть активирован пептидным гормоном инсулином , чтобы реагировать на относительно высокие уровни глюкозы в организме.
Биологический механизм образования гликогена из глюкозы (простейшего клеточного сахара) обычно называют гликогенезом. Известно, что в фазе гликогенеза организм вырабатывает гликоген, чтобы сохранить эти молекулы для последующего использования (на время, когда в организме нет легкодоступной глюкозы). Важно отметить, что гликоген — это не то же самое, что жир, который в долгосрочной перспективе перерабатывается для получения энергии. Нередко запасы гликогена расходуются организмом во время еды, особенно при снижении концентрации глюкозы в крови. Известно, что в этой ситуации клетки организма прибегают к использованию своих запасов гликогена, подвергаясь процессу, который является реверс гликогенеза .
Этот обратный процесс обычно называют гликогенолизом .
Что такое процесс гликогенеза?
Для клетки важно иметь избыток глюкозы, чтобы начать процесс гликогенеза. Известно, что глюкоза является стартовой молекулой для процесса гликогенеза. Известно, что процесс гликогенеза начинается, когда клетка получает сигнал от организма о начале гликогенеза. Важно отметить, что эти сигналы могут исходить из множества различных маршрутов.
Изначально известно, что в процессе гликогенеза молекула глюкозы взаимодействует с ферментом глюкокиназой (это фермент, присоединяющий к глюкозе группу фосфатов). Фосфатная группа перемещается на другую сторону молекулы с помощью фермента фосфоглюкомутазы на следующем этапе процесса гликогенеза. УДФ-глюкозопирофосфорилаза, другой фермент, участвующий в этом процессе, берет эту молекулу и производит урацилдифосфат глюкозы. В этой форме глюкозы есть две фосфатные группы вместе с урацилом нуклеиновой кислоты.
Такие добавки помогают построить цепочку молекул, что жизненно важно для следующего этапа процесса гликогенеза.
На заключительном этапе процесса гликогенеза жизненно важную роль играет очень важный фермент, известный как гликогенин. Присоединяясь к этой специфической молекуле, УДФ-дифосфат глюкозы имеет тенденцию образовывать относительно короткие цепи. Дополнительные ферменты облегчают завершение процесса после того, как примерно восемь из этих молекул образуют цепочку вместе.
Эта цепь затем добавляется к гликогенсинтазе . Одновременно фермент, ответственный за разветвление гликогена, помогает строить разветвления в цепях. В результате получается довольно компактная макромолекула, весьма эффективно сохраняющая энергию.
Регуляция гликогенеза
Известно, что в процессе фосфорилирования гликогенфосфорилаза активируется, а гликогенсинтаза ингибируется. Гликогенфосфорилаза обычно трансформируется ферментом, известным как киназа фосфорилазы, из ее относительно менее реакционноспособной формы «b» в относительно более реактивную форму «a».
Также известно, что киназа фосфорилазы активируется протеинкиназой А. Кроме того, известно, что фосфопротеинфосфатаза-1 дезактивируется тем же белком.
Гормон адреналин стимулирует протеинкиназу А. Кроме того, гормон адреналин связывается с белком-рецептором, активирующим аденилатциклазу. Этот фермент также позволяет АТФ образовывать циклический АМФ. Две молекулы циклического АМФ имеют тенденцию связываться с регуляторной субъединицей киназы А, которая активирует ее. Это позволяет каталитической субъединице протеинкиназы А диссоциировать от сборки и подвергать фосфорилированию другие белки.
Адреналин не только активирует гликогенфосфорилазу, но и способствует ингибированию гликогенсинтазы. При этом усиливается эффект активации гликогенфосфорилазы. Аналогичный механизм осуществляет это торможение. Это происходит, когда протеинкиназа А подвергает фермент фосфорилированию (что снижает его активность). Это обычно называют координационным взаимным контролем. Чтобы узнать больше о гликогенезе и других важных понятиях, связанных с глюкозой, таких как структура глюкозы и фруктозы, зарегистрируйтесь в BYJU’S и загрузите наше приложение.
Часто задаваемые вопросы Часто задаваемые вопросы
Q1
Что означает термин «гликогенез»?
Биологический механизм образования гликогена из глюкозы, которая, как известно, является одним из простейших клеточных сахаров, обычно обозначается термином «гликогенез». Известно, что в фазе гликогенеза человеческий организм вырабатывает гликоген, чтобы сохранить эти молекулы для последующего использования, особенно в то время, когда в организме нет легкодоступной глюкозы.
Q2
Каковы предпосылки для гликогенеза?
Клетки важно содержать глюкозу в избытке, чтобы начался процесс гликогенеза. Известно, что глюкоза является исходной молекулой, которая подвергается модификации в процессе гликогенеза.
Q3
Как глюкоза приобретает способность храниться в длинных цепях?
Способность накапливаться в виде длинных цепей придается глюкозе посредством изменений, вызванных процессом гликогенеза, который, как известно, начинается, когда клетка получает сигнал от организма о начале гликогенеза.
Важно отметить, что эти сигналы могут исходить из множества различных маршрутов.
Q4
Какие ферменты активируются посредством фосфорилирования и какие ферменты ингибируются им в процессе гликогенеза?
Известно, что фермент гликогенфосфорилаза активируется посредством фосфорилирования, тогда как известно, что фермент гликогенсинтаза ингибируется посредством фосфорилирования.
Q5
Приведите пример отрицательного контроля в гликогенезе.
Ионы кальция или циклический аденозинмонофосфат (часто сокращенно цАМФ) имеют тенденцию действовать как вторичные мессенджеры, что является примером отрицательного контроля в гликогенезе.
Гликогенез, гликогенолиз и гликолиз | Факты и резюме
Быстрый переход
[скрыть]
Введение
Глюкоза является основным источником энергии почти для всех клеток нашего тела. При окислительном метаболизме глюкозы в живых клетках выделяется большое количество энергии.
Эта энергия используется для фосфорилирования АДФ в АТФ, энергетическую валюту клетки.
Глюкоза также может храниться в живых организмах для последующего использования. Растения запасают глюкозу в виде крахмала, а животные – в виде гликогена. Гликоген содержится почти во всех клетках животных, в большом количестве присутствует в печени, а также в скелетных мышцах животных.
В этой статье мы обсудим три основных процесса, связанных с гликогеном;
- Синтез гликогена из глюкозы, гликогенез
- Расщепление гликогена с выделением глюкозы, гликогенолиз
- Расщепление глюкозы до пировиноградной кислоты, гликолиз
Гликогенез
Процесс синтеза гликогена из остатка глюкозы s называется гликогенезом. Прежде чем изучать этапы его синтеза, важно сначала понять общую структуру гликогена.
Структура
Гликоген представляет собой разветвленный полимер альфа-глюкозы. Молекулы глюкозы связаны друг с другом через альфа-1-4 гликозидные связи в линейных цепях, тогда как остаток в точках разветвления связан через альфа-1-6 гликозидные связи.
Молекула гликогена демонстрирует обширное разветвление, при этом одна точка ветвления возникает после каждых 8–12 остатков глюкозы в линейной цепи. В его основе лежит белок, называемый белком гликогенином. Молекула гликогена выглядит как ветви дерева, выходящие из ядра гликогенина.
Синтез
Гликоген синтезируется из молекул альфа-D-глюкозы. Процесс происходит в цитоплазме и использует энергию в виде АТФ, а также UTP. Он включает в себя следующие шаги.
Синтез глюкозо-1-фосфата
Прежде всего, молекулы глюкозы фосфорилируются с образованием глюкозо-6-фосфата. Эта реакция катализируется ферментом глюкокиназой. Фосфат обеспечивается молекулами АТФ.
Эти молекулы глюкозо-6-фосфата позже превращаются в глюкозо-1-фосфат с помощью фермента фосфоглюкомутазы. При этом превращении также образуется глюкозо-1,6-дифосфат, который является обязательным промежуточным продуктом реакции.
Синтез УДФ-глюкозы
Все остатки глюкозы, обнаруженные в гликогене, обеспечиваются УДФ-глюкозой.
Молекулы УДФ-глюкозы синтезируются из глюкозо-1-фосфата и УТФ с помощью фермента УДФ-глюкозофосфорилазы.
В ходе этого процесса также образуется молекула пирофосфата (PP и ). Этот пирофосфат гидролизуется с выделением двух неорганических фосфатов вместе с энергией. Эта экзергоническая реакция гарантирует, что реакция синтеза УДФ-глюкозы всегда протекает в прямом направлении.
Фермент гликогенсинтазы
После образования молекул УДФ-глюкозы они используются ферментом гликогенсинтазы для образования линейной цепи альфа-D-глюкозы. Важной особенностью этого фермента является то, что он может только удлинять уже существующие цепи гликогена. Он не может начать синтез новой цепи, начиная с первого остатка. Ферменту гликогенсинтазы всегда необходим праймер, чтобы начать свой процесс.
Однако, если в клетке присутствуют некоторые ранее существовавшие цепи гликогена, фермент гликогенсинтаза может использовать эти фрагменты в качестве праймера и продолжить процесс производства гликогена.
Синтез праймера
В случае отсутствия фрагментов гликогена праймером служит белок, называемый гликогенином. Гидроксильная группа, присутствующая в боковой цепи остатка тирозина в гликогенине, действует как акцептор первого глюкозильного остатка из УДФ-глюкозы. Реакция называется аутоглюкозилированием, так как она катализируется самим гликогенином. Белок продолжает добавлять еще несколько глюкозильных остатков через альфа-1-4 гликозидные связи, пока не образуется короткая цепь. Эта короткая цепь остатков глюкозы затем служит праймером для фермента гликогенсинтазы.
Удлинение цепи
После образования праймера на него может воздействовать фермент гликогенсинтаза. Этот фермент удлиняет цепь гликогена, добавляя новые глюкозильные остатки к невосстанавливающему концу цепи. Остатки глюкозы обеспечиваются молекулами УДФ-глюкозы. невосстанавливающий конец цепи имеет свободный аномерный углерод, углерод альдегидной функциональной группы.
В процессе удлинения цепи гидроксильная группа у четвертого атома углерода нового гликозильного остатка взаимодействует с альдегидной группой остатка, находящегося на невосстанавливающем конце, образуя альфа-1-4-гликозидную связь.
Во время этого процесса высвобождается молекула УДФ с добавлением каждого глюкозильного остатка в цепь. Этот UDP преобразуется обратно в UTP с помощью нуклеозиддифосфаткиназы, используя АТФ в качестве источника энергии, а также поставщика неорганического фосфата.
Разветвление
Глюкозильные остатки с линейной цепью альфа 1-4, образованные ферментом гликогенсинтазой, напоминают крахмал амилазы, обнаруженный в растениях. С другой стороны, гликоген представляет собой сильно разветвленный полимер альфа-1-4-глюкозильных остатков.
Следующим этапом гликогенеза является процесс разветвления, при котором образуется сильно разветвленная молекула. Это осуществляется отдельным ферментом, называемым ферментом ветвления.
Фермент ветвления называется трансглюкозидазой от амило-альфа(1-4) до альфа(1-6). Разветвление производится в два этапа:
- На первом этапе разветвляющий фермент удаляет короткую цепь из шести-восьми глюкозильных остатков с невосстанавливающего конца линейной цепи, разрывая альфа-1-4 гликозидную связь.
- На следующем этапе разветвляющий фермент встраивает эту короткую линейную ветвь в невосстанавливающий остаток цепи через альфа-1-6-гликозидную связь. Первый остаток в точке разветвления присоединен через альфа-1-6 гликозидную связь, в то время как остальные остатки в цепи имеют такие же альфа-1-4 гликозидные связи.
После образования ответвления обе цепи могут быть дополнительно удлинены под действием фермента гликогенсинтазы. Кроме того, разветвляющий фермент также может добавлять больше разветвлений.
Конечным результатом является образование большой молекулы с обширными древовидными ветвями, где одна ветвь приходится на каждые восемь-двенадцать остатков в цепи.
Белок гликогенин, который использовался для изготовления праймера, остается частью молекулы и образует сердцевину гранул гликогена, обнаруживаемых в клетках.
Гликогенолиз
Процесс расщепления гликогена с образованием остатков глюкозы называется гликогенолизом. Гликоген действует как источник глюкозы, обеспечивая ее, когда в ней нуждается организм. Процесс гликогенолиза происходит как в скелетных мышцах, так и в печени. Однако полный распад гликогена до молекул глюкозы происходит только в печени, чтобы его могли использовать другие клетки организма.
Прежде чем углубляться в детали гликогенолиза, давайте сначала обсудим место хранения гликогена и его роль в организме.
Хранение гликогена
Гликоген присутствует почти во всех клетках человеческого организма. Однако его основными запасами являются скелетные мышцы и печень. У среднего человека в скелетных мышцах содержится 400 граммов гликогена, в то время как в сытом состоянии в печени содержится только 100 граммов гликогена.
Этот гликоген составляет около 10% от общего веса печени.
Гликоген хранится в клетках в виде гранул, присутствующих в цитоплазме.
Запасы гликогена в печени колеблются в зависимости от потребностей организма. В состоянии сытости количество гликогена в печени увеличивается, а во время голодания уменьшается. С другой стороны, голодание не влияет на запасы гликогена скелетных мышц. Они колеблются только тогда, когда голодание продолжается в течение недель или месяцев.
Процесс деградации
В результате деградации гликогена накопленная глюкоза становится доступной для использования клетками для получения энергии. В процессе деградации используется отдельный набор цитозольных ферментов. Основным продуктом деградации гликогена является глюкозо-1-фосфат, высвобождаемый при разрыве альфа-1-4-связей. Кроме того, глюкозо-6-фосфат также получается при разрыве альфа-1-6-связей.
Разложение гликогена включает следующие этапы.
Укорочение цепей
Первым этапом деградации гликогена является укорачивание линейных цепей.
Это осуществляется ферментом гликогенфосфорилазой. Процесс начинается с нередуцирующего конца цепи. Таким образом, тот остаток глюкозы, который добавляется последним, удаляется первым.
Фермент гликогенфосфорилаза расщепляет альфа-1-4 гликозидные связи в присутствии неорганического фосфата и образует молекулы глюкозо-1-фосфата. Этот фермент требует пиридоксальфосфата в качестве кофермента.
Процесс разрыва альфа-1-4-связей продолжается до тех пор, пока в цепи перед точкой ветвления не останется только четыре остатка глюкозы. Фермент гликогенфосфорилаза не может двигаться дальше. Точка ветвления была удалена, чтобы ее катион продолжал существовать.
Удаление ветвей
Этот процесс осуществляется ферментом, удаляющим ветви. Это бифункциональный фермент, имеющий две активности. Таким образом, ветки также удаляются в два приема;
- Первый этап включает глюкантрансферазную активность фермента деветвления. Он удаляет концевые три из четырех остатков глюкозы из ответвления и вставляет их в невосстанавливающий конец другой цепи.
Таким образом, он включает расщепление альфа-1-4 гликозида, а также создание другого. - Второй этап включает альфа-1-6-глюкозидазную активность фермента деветвления. Он расщепляет альфа-1-6-гликозидную связь в точке разветвления и удаляет остаток глюкозы в виде глюкозо-6-фосфата.
Таким образом, он включает расщепление альфа-1-4 гликозида, а также создание другого.Новая линейная цепь доступна для расщепления ферментом гликогенфосфорилазой до тех пор, пока не будет достигнута следующая точка ветвления. Процесс продолжается до тех пор, пока вся молекула гликогена не расщепляется на остатки глюкозо-1-фосфата и глюкозо-6-фосфата.
Превращение глюкозо-1-фосфата в глюкозо-6-фосфат
Напомним, что основным продуктом распада гликогена является глюкозо-1-фосфат. Он не может быть использован в метаболическом процессе, если он не превращается в глюкозо-6-фосфат. Этот процесс осуществляется ферментом фосфоглюкомутазой, находящимся в цитозоле. Этот фермент перемещает фосфат с углеродного номера 1 на углеродный номер 6 через промежуточное соединение глюкозо-1,6-бисфосфат.
Превращение глюкозо-6-фосфата в глюкозу-
Молекулы глюкозо-6-фосфата, образующиеся в вышеуказанной реакции, могут использоваться в различных процессах внутри клетки. Однако они не могут проникнуть через клеточную мембрану и, следовательно, не могут попасть в кровь.
В гепатоцитах молекулы глюкозо-6-фосфата переносятся в эндоплазматический ретикулум с помощью фермента транслоказы. Здесь они расщепляются ферментом глюкозо-6-фосфатазой с образованием молекул глюкозы. Затем эти молекулы глюкозы высвобождаются в кровь.
Следует отметить, что этот процесс происходит только в печени. Скелетные мышцы не имеют этого фермента и поэтому не могут выделять глюкозу в кровь.
Деградация в лизосомах
Небольшое количество гликогена также расщепляется лизосомальными ферментами в гепатоцитах, а также в скелетных мышцах. Этот процесс осуществляется ферментом глюкозидазой, лизосомальным ферментом, который высвобождает свободные остатки глюкозы, разрывая альфа-1-4-гликозидные связи.
Хотя важность этой лизосомальной деградации неизвестна, отсутствие этого пути приводит к одной из нескольких болезней накопления гликогена, обсуждаемых в конце этой статьи.
Гликолиз
Это процесс получения энергии из молекул глюкозы. Процесс протекает в цитозоле. Это кислороднезависимый процесс, который может происходить как в аэробных, так и в неаэробных условиях.
Процесс гликолиза включает десять реакций, которые можно разделить на две фазы;
- Фаза вложения энергии, энергия используется в форме АТФ для получения фосфорилированных промежуточных продуктов
- Фаза выработки энергии, две молекулы АТФ образуются посредством фосфорилирования на уровне субстрата.
Детали обоих этих этапов обсуждаются ниже.
Фаза инвестиций в энергию
Эта фаза включает первые пять реакций гликолиза. Энергия используется на этом этапе в виде АТФ. Реакции, происходящие во время этой фазы, следующие.
- Фосфорилирование глюкозы
Первым этапом гликолиза является превращение глюкозы в глюкозо-6-фосфат.
Этот процесс использует энергию в виде АТФ. Реакция катализируется ферментом гексокиназой.
Гексокиназа вызывает фосфорилирование любого гексозного сахара с использованием АТФ в качестве источника энергии, а также источника неорганического фосфата. Гексокиназа включает четыре изофермента, три из которых имеют схожие свойства, а четвертый совершенно другой.
Изоферменты I-III вызывают фосфорилирование глюкозы в большинстве тканей. Эти изоферменты обладают широкой субстратной специфичностью и могут фосфорилазировать любую гексозу даже в низких концентрациях. У них высокий К м и низкий V max , что означает, что они не могут вызывать фосфорилирование сахаров большой концентрации.
Изофермент гексокиназа IV специфичен только для глюкозы. У него очень высокий K m и высокий V max . Это означает, что этот фермент активируется только при высоких концентрациях глюкозы. Однако из-за высокого V max он может вызывать фосфорилирование большого количества глюкозы без насыщения.
Фосфорилированная форма глюкозы не может проходить через клеточные мембраны. Таким образом, значение этого шага заключается в том, что он изолирует большое количество глюкозы в клетке. Молекулы глюкозы захватываются цитоплазмой.
Это необратимый и регулируемый этап гликолиза.
- Изомеризация глюкозы
Во второй реакции глюкозо-6-фосфат превращается в его изомер, фруктозо-6-фосфат. Эта реакция катализируется ферментом фосфоглюкозоизомеразой. Это обратимая реакция.
- Фосфорилирование фруктозо-6-фосфата
В третьей реакции фруктозо-6-фосфат фосфорилируется с образованием фруктозо-1,6-бисфосфата. В этом процессе используется другая молекула АТФ. Реакцию катализирует фосфофруктокиназа-1 (ПФК-1). Это регулируемая и ограничивающая скорость стадия гликолиза. Это также совершенный шаг. После этого этапа продукт (фруктозо-1,6-бисфосфат) может подвергаться только гликолизу.
Он не может подвергаться никакому другому процессу.
- Расщепление фруктозо-1,6-бисфосфата
Это обратимая стадия, включающая расщепление фруктозо-1,6-дифосфата на две молекулы, глицеральдегид-3-фосфат и дигидроксиацетонфосфат. Фермент, участвующий в этом процессе, называется альдолаза.
- Изомеризация дигидроксиацетонфосфата
Дигидроксиацетонфосфат, образовавшийся в предыдущей реакции, необходимо преобразовать в глицеральдегид-3-фосфат для дальнейшей переработки в гликолиз. Эта изомеризация представляет собой обратимый процесс, который осуществляется ферментом триозофосфатизомеразой.
На этом этапе завершается фаза затрат энергии гликолиза.
Этап производства энергии
Конечным продуктом этапа инвестирования энергии являются две молекулы глицеральдегид-3-фосфата. Каждая из этих молекул проходит еще одну серию из пяти реакций для высвобождения энергии.
Пять реакций этой фазы следующие.
- Окисление глицеральдегид-3-фосфата
Это обратимая реакция, в ходе которой молекула глицеральдегид-3-фосфата окисляется с участием НАД + , который сокращается до NADH 2 . Неорганический фосфат также включается в молекулу глицеринового альдегида, образуя 1,3-бисфосфоглицерат. Эта реакция катализируется ферментом глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой.
- Синтез 3-фосфоглицерата
В этой обратимой реакции 1,3-бисфосфоглицерат превращается в 3-фосфоглицерат с образованием молекулы АТФ. Энергия, высвобождаемая высокоэнергетической фосфатной связью в 1,3-бисфосфоглицерате, используется для фосфорилирования АДФ до АТФ. Это называется фосфорилированием АТФ на уровне субстрата.
Эта реакция катализируется ферментом фосфоглицераткиназой. Этот фермент функционирует физиологически обратным образом.
- Перенос фосфатной группы
Эта стадия включает перенос фосфатной группы из положения 3 rd в положение 2 nd , что приводит к образованию 2-фосфоглицерата.
Реакцию катализирует фермент фосфоглицератмутаза.
- Дегидратация 2-фосфоглицерата
На этом этапе 2-фосфоглицерат дегидратируется с образованием фосфоенолпирувата (ФЕП). Реакция катализируется ферментом енолазой. Полученное соединение содержит высокоэнергетический енолфосфат, который используется для фосфорилирования АДФ на следующем этапе.
- Синтез пирувата
Это необратимая реакция, которая включает превращение ФЕП в пируват ферментом пируваткиназой. Это еще один регулируемый этап гликолиза. Энергия, высвобождаемая на этом этапе, используется для фосфорилирования АДФ в АТФ, другого фосфорилирования на уровне субстрата при гликолизе.
Продукты гликолиза
Конечными продуктами гликолиза являются две молекулы пировиноградной кислоты или пирувата. Судьба этих молекул пирувата зависит от степени окисления ткани. В присутствии кислорода пируват перерабатывается по циклу лимонной кислоты.
Однако в анаэробных условиях пируват превращается в лактат с помощью фермента лактатдегидрогеназы.
Энергетика гликолиза
Напомним, что гликолиз — это процесс получения энергии из молекул глюкозы в присутствии или в отсутствие кислорода. Две молекулы АТФ используются в первой фазе гликолиза. В свою очередь, во второй фазе из одной молекулы глюкозы образуются четыре молекулы АТФ. Кроме того, два NADH 9Также образуются молекулы 0141 2 .
Таким образом, конечным результатом гликолиза являются две молекулы АТФ, две молекулы НАДН 2 и две молекулы пирувата из одного остатка глюкозы.
Резюме
Гликоген – это запасная молекула глюкозы, обнаруженная только у животных. Метаболизм гликогена у животных включает гликогенез, гликогенолиз и гликолиз.
Гликогенез – это синтез гликогена из остатков глюкозы. Ниже приведены важные моменты, которые следует иметь в виду.
- Все остатки глюкозы в гликогене обеспечиваются UDP-глюкозой, которая синтезируется из глюкозо-1-фосфата и UTP.
- Удлинение цепи осуществляется ферментом гликогенсинтазой, для чего для начала требуется праймер.
- Праймер изготовлен на основе белка гликогенина, который образует сердцевину гранул гликогена.
- Ответвления присутствуют после каждых 8-12 остатков, которые вводятся специальным ферментом, называемым ферментом ветвления.
- Энергия для этого процесса предоставляется в виде АТФ и УТФ.
Образовавшийся таким образом гликоген расщепляется с высвобождением глюкозы во время голодания в процессе гликогенолиза. Это включает в себя следующее;
- Остатки глюкозы удаляются из линейной цепи гликогенфосфорилазой в форме глюкозо-1-фосфата.
- Разрыв начинается с нередуцирующего конца цепи.
- Ветви удаляются деветвящим ферментом.
- Точки ветвления удаляются в виде глюкозо-6-фосфата.
- Глюкозо-6-фосфат может быть преобразован в глюкозу и выпущен в кровь только гепатоцитами.
- Деградация в некоторой степени также происходит в лизосомах.
Когда молекулы глюкозы попадают в кровь, они используются клетками для получения энергии. Гликолиз — это процесс, при котором вырабатывается энергия путем расщепления молекул глюкозы в присутствии или в отсутствие кислорода. Ниже приведены некоторые важные моменты, касающиеся гликолиза;
- Одна молекула глюкозы дает две молекулы АТФ и две молекулы НАДН 2 в конце гликолиза.
- Первые пять реакций относятся к фазе инвестирования энергии, а следующие пять — к фазе производства энергии.
- Одна молекула глюкозы расщепляется на две молекулы пирувата.
- Дальнейшая обработка пирувата зависит от наличия кислорода.
Часто задаваемые вопросы
Что такое гликолиз?
Это процесс, при котором молекулы глюкозы расщепляются для получения энергии. Этот процесс происходит в цитоплазме клеток. Кислород в этом процессе не нужен.
Что такое гликогенез?
Гликогенез — это процесс, при котором молекулы глюкозы объединяются вместе для образования гликогена в клетках животных.
