METABOLIZM
GLUKOZY

Ewa Sławin
gr.6b

Glikoliza

Lokalizacja i znaczenie



W cytozolu wszystkich komórek



Główny szlak metabolizmu glukozy,
fruktozy, galaktozy itp.



W warunkach aerobowych i
anaerobowych

drożdże

Hamowana

allosterycznie

przez produkt,

wymaga

obecności

jonów

magnezu

Regulowana

allosterycznie

przez ATP

Fosforylacja
substratowa

Zależna od NAD+,
tetramer, 4 grupy
-SH

JODOOCTAN

ARSENIAN

FLUORKI

Fosforylacja
substratowa



WARUNKI
AEROBOWE



Pirogronian pobierany
przez mitochondria
(symporter protonowy)



Oksydacyjna
dekarboksylacja do
acetylo-CoA



Utlenienie do dwutlenku
węgla w cyklu kwasu
cytrynowego



WARUNKI
ANAEROBOWE



Pirogronian ulega redukcji
przez NADH do mleczanu
(dehydrogenaza
mleczanowa)



Reoksydacja NADH
umożliwia odtworzenie
NAD dla potrzeb
dehydrogenazy
gliceraldehydo-3-
fosforanowej

Reakcje nieodwracalne katalizowane przez
enzymy:



1. heksokinazę i glukokinazę



2. fosfofruktokinazę

– hamowana

przez ATP, niskie pH, cytrynian



3. kinazę pirogronianową (formy
L i M)

fruktozo-1,6 –bifosforan

aktywuje, ATP i alanina hamują

Regulacja fosfofruktokinazy
przez ATP

Regulacja kinazy
pirogronianowej (formy L)

Wykorzystanie
fruktozy:

Wykorzystanie
galaktozy:

Urydylilotransferaza galaktozo-1-
fosforanowa

1.

Przejęcie grupy urydylowej od

urydynodifosforanu glukozy
(intermediatu w syntezie wiązań
glikozydowych)

2.

epimeryzacja UDP-galaktozy do

glukozo-1-fosforanu

3.

Przekształcenie do glukozo-6-

fosforanu przez fosfoglukomutazę

Glikoliza w
erytrocytach

Brak zysku
energetyczne
go w postaci
ATP!

Glukoneogenez
a

Lokalizacja i znaczenie



Proces przekształcania związków
niewęglowodanowych w glukozę lub
glikogen.



Substraty: aminokwasy glikogene,
mleczan, glicerol. Propionian



W wątrobie i nerkach

Odwrócenie reakcji katalizowanej
przez kinazę pirogronianową

Odwrócenie reakcji katalizowanej
przez fosfofruktokinazę



Reakcja katalizowana przez fruktozo-
1,6-bisfosfatazę – występuje w
wątrobie, nerkach i mięśniu
szkieletowym

Odwrócenie reakcji
katalizowanej przez heksokinazę



Reakcja przebiega w ER za
pośrednictwem glukozo-6-fosfatazy

Substraty
glukoneogenezy



Glikogen – rozpad do glukozo-1-
fosforanu katalizowany przez
FOSFORYLAZĘ



Propionian – ilościowe znaczenie
jedynie u przeżuwaczy



Glicerol jest uwalniany z tkanki
tłuszczowej w wyniku lipolizy
triacylogliceroli

Glikoliza i glukoneogeneza przebiegają tym samym

szlakiem ale w odwrotnych kierunkach dlatego muszą

być kontrolowane wspólnie ale w sposób odwrotny



Regulacja przez:



1. Zmianę szybkości syntezy
enzymów



2. Kowalencyjną modyfikacje enzymu
przez odwrotną fosforylację



3. Efekty allosteryczne

1. Zmiana szybkości



Enzymy uczestniczące w glikolizie
staja się bardziej aktywne przy
napływie glukozy, w tych warunkach
enzymy glukoneogenezy wykazują
małą aktywność

2. Odwracalna
fosforylacja



Glukagon i adrenalina obniżają
stężenie glukozy we krwi – stymulują
glukoneogenezę, zwiększając
stężenie cAMP – inaktywacja kinazy
pirogronianowej



Wpływają również na stężenie
fruktozo-2,6-bisfosforanu

Fruktozo-2,6-bisfosforan



Fosfofruktokinaza i fruktozo-1,6-
bisfosforan są wzajemnie
regulowane przez ten enzym
powstający z fruktozo-6-fosforanu.



Małe stężenie enzymu podczas
głodowania, duże po obfitym posiłku



Enzym silnie stymuluje działanie
fosfofruktokinazy a hamuje fruktozo-
1,6-bisfosforan

3. Modyfikacja
allosteryczna



Aktywność karboksylazy
pirogronianowej zależy od obecności

acetylo-CoA



Produkt tej reakcji – szczawiooctan
jest substratem glukoneogenezy i
cyklu Krebsa



Dużo ATP – szczawiooctan zużywany
z glukoneogenezie



Mało ATP – szczawiooctan do cyklu
Krebsa

3. Modyfikacja allosteryczna
part.2



Fosfofruktokinaza hamowana przez
ATP, aktywowana przez 5’-AMP



Obecność kinazy adenylanowej w
wątrobie pozwala na osiągnięcie
równowagi 2ADP=ATP+5’-AMP



Hamowanie aktywności
fosfofruktokinazy = nagromadzenie
w komórce glukozo-6-fosforanu =
hamowanie heksokinazy

Cykle substratowe
daremne



W mięśniach



Zarówno fosfofruktokinaza jak i
fruktozo-1,6-bisfosfataza wykazuja
aktywność jednocześnie

W spoczynku

Aktywność fosfofruktokinazy znacznie

wyższa

Tuż przed

skurczem

Aktywność obu enzymów wzrasta

( aktywność fruktozo-1,6-bisfosfatazy

wzrasta bardziej utrzymując tę samą

wypadkową wartość glikolizy)

Skurcz

Aktywność fosfofruktokinazy dalej wzrasta a

fruktozo-1,6-bisfosfatazy maleje – wzrost

wypadkowej szybkości glikolizy

Stężenie glukozy we
krwi



Pochodzi z pokarmów, glukoneogenezy
i glikogenolizy



W stanie głodzenia alanina wydzielana
z mięśni szkieletowych i
przekształcana w glukozę w cyklu
glukozowo-alaninowym



4,5-5,5 mmol/L



6,5-7,2mmol/L - po obfitym posiłku



3,3-3,9 mmol/L - w czasie głodzenia

Regulacja hormonalna



Insulina wytwarzana w odpowiedzi
na hipoglikemię



Pochodne sulfonylomocznika –
tolbutamid i gluburid – pobudzają
uwalnianie insuliny z trzustki w
cukrzycy typu 2.



Adrenalina i noradrenalina blokują
wydzielanie insuliny



Glukagon stymuluje glukogenolizę w
wątrobie aktywując fosforylazę



W odróżnieniu od adrenaliny nie
wywiera wpływu na fosforylazę
mięśniową



Wzmaga glukoneogenezę z
aminokwasów i mleczanu

Regulacja hormonalna



Hormon wzrostu

wydzielany w

odpowiedzi na hipoglikemię –
zmniejsza wchłanianie glukozy przez
mięśnie



Glikokortykosteroidy

– podwyższają

glukoneogenezę przez katabolizm
aminokwasów w wątrobie, hamują
zużywanie glukozy w tkankach
pozawąrtobowych



Adrenalina

– aktywuje glikogenolizę w

mięśniach i wątrobie, pobudzając
fosforylazę przez wytworzenie cAMP

Regulacja hormonalna

Choroby



Glukozuria



Cukrzyca



Hipoglikemia u kobiet w ciąży i
noworodków