Węglowodany są przede wszystkim materiałem energetycznym organizmów, jednakże istnieją cukrowce o właściwościach strukturalnych. Większość węglowodanów syntetyzowanych jest przez rośliny na drodze fotosyntezy. Głównym produktem tego procesu jest glukoza , która przekształcana może być do cukrów złożonych i magazynowana w komórkach roślinnych. Zwierzęta także mają zdolność do wytwarzania cukrów prostych z białek i tłuszczy , jednak największy udział w produkcji węglowodanów mają rośliny.

Tłuszcze, w większości stanowią pochodne kwasów tłuszczowych. Charakterystyczne dla tłuszczy jest to, że są one nierozpuszczalne w wodzie ale dobrze rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych takich jak : chloroform, eter i benzen. Do lipidówzaliczane są takie związki jak : tłuszcze, woski, oleje i inne. Tłuszcze są ważnym źródłem energii oraz kwasów tłuszczowych. Poza tym tłuszcze są środowiskiem rozpuszczania się niektórych witamin.

Znaczenie węglowodanów w organizmie.

Najważniejszym cukrem w organizmie jest glukoza zaliczana do cukrów prostych. Większość cukrów zawartych w pokarmie przekształcanych jest do glukozy, która wchłaniana jest do krwioobiegu. Glukoza magazynowana jest w wątrobie w postaciglikogenu, który rozkładany jest, jeżeli jest zapotrzebowanie na ten cukier. Glukoza stanowi produkt wyjściowy do syntezy wszystkich innych cukrów. Cukier ten zużywany w procesach oddychania jest źródłem energii prawie wszystkich zwierząt. Glukoza przekształcana jest w inne cukry o różnorodnych funkcjach, np. w galaktozę- cukier mlekowych, glikogen- materiał zapasowy, celulozę - materiał budulcowy ścian komórkowych, rybozę- składnik kwasów nukleinowych. Wchodzi ona w skład złożonych tłuszczy i białek, np. glikoprotein. Choroby związane z zaburzeniem metabolizmuwęglowodanów to m.in. cukrzyca, galaktozemia, nietolerancja laktozy.

Budowa chemiczna węglowodanów.

Węglowodany zalicza się do pochodnych ( ketonowych lub aldehydowych ) alkoholiwielowodorotlenowych. Cukry można podzielić na kilka grup :

1. Monosacharydy- to cukry, z których nie można otrzymać form prostszych. Ze względu na liczbę atomów węgla występujących w cząsteczce cukru, dzieli się je na : triozy ( 3 atomy węgla ), tetrozy ( 4 ), pentozy ( 5 ), heksozy ( 6 ) oraz heptozy ( 7 ). Istnieje drugi podział monosacharydów uwzględniający różne grupy funkcyjne występujące w cząsteczce cukru. Cukry posiadające grupę aldehydową nazywane są aldozami, natomiast cukry z grupą ketonową określane są jako ketozy.

2. Disacharydy - cukry zbudowane z dwóch ciasteczek monosacharydów. Dodwucukrów należą m.in. sacharoza, maltoza, laktoza.

3. Oligosacharydy- cukry, które buduje od 3 do 6 cząsteczek cukrów prostych. Przykładem jest maltotrioza zbudowana z trzech cząsteczek glukozy.

4. Polisacharydy - cukry o złożonej budowie, w których skład wchodzi co najmniej 6 cząsteczek cukrów prostych. Przykładem polisacharydu są skrobia, dekstryny.

Glukoza jako najważniejszy monosacharyd.

Glukoza, tak samo jak inne cukry wykazuje kilka form izomerycznych.

Stereoizomeria polega na tym ,że istnieją związki o identycznym wzorze strukturalnym, jednak o innej budowie przestrzennej. Ze stereoizomerią związane jest występowanie w cząsteczkach izomerów tzw. węgla asymetrycznego. Liczba tych atomów asymetrycznych decyduje o ilości stereoizomerów jednego związku. Jeśli dany związek ma ( n ) asymetrycznych atomów węgla to tworzy on ( n² ) stereoizomerów.

Inne formy izomeryczne glukozy.

Dwucukry ( disacharydy ).

Disacharydy zbudowane są z dwóch cząsteczek cukrów prostych , które połączone są wiązaniem glikozydowym. Do najważniejszych dwucukrów zalicz się sacharozę, maltozę oraz laktozę. Nazwa chemiczna dwucukrów wywodzi się od nazw monosacharydów budujących te cząsteczki. Roztwór sacharozy poddany hydrolizie zmienia swoje właściwości skręcalności optycznej. Pierwotnie, sacharoza jest prawoskrętna , lecz silnie lewoskrętna fruktoza będąca produktem jej hydrolizy powoduje inwersję skręcalności na lewoskrętną.

Struktura oraz funkcje niektórych polisacharydów.

Skrobia.

Strukturę tego wielocukru tworzy łańcuch alfa- glikozydowy. Cukry zbudowane tylko z jednego rodzaju monosacharydu nazywane są homopolimerami. Jeżeli podjednostką budującą taki cukier jest glukoza, to cukier ten nazywany jest glukanem. Najważniejszymi źródłami skrobi są : nasiona roślin strączkowych, ziarna zbóż, ziemniaki i wiele warzyw. Do głównych składników budujących skrobię zalicza się : amylopektynę, tworzącą rozgałęzione łańcuchy i stanowiącą 80 -85% całej masy cząsteczki oraz amylozę ( 15-20% masy cząsteczki ), która ma postać nierozgałęzionej helisy.

Glikogen.

Cukier ten stanowi materiał zapasowy w komórkach zwierzęcych. Ze względu na podobieństwo budowy tego cukru do budowy skrobi, glikogen nazywany jest skrobią zwierzęcą. Struktura glikogenu charakteryzuje się większym rozgałęzieniem niż struktura amylopektyny.

Inulina .

Wielocukier ten jest homopolimerem, zbudowanym z podjednostek fruktozowych, czyli jest fruktozanem. Inulina występuje w dużej ilości jako materiał zapasowy w korzeniach i bulwach karczochów, dalii oraz mniszka lekarskiego. W przeciwieństwie do skrobi, inulina jest łatwo rozpuszczalna w ciepłej wodzie. Wielocukier ten używany jest w badaniach szybkości i wydajności filtracji aparatów przykłębuszkowych nerek.

Dekstryny.

Dekstryny są produktami częściowej hydrolizy, czyli rozkładu skrobi. W wyniku odcinania bocznych łańcuchów amylopektyny w cząsteczce skrobi powstają dekstryny graniczne.

Błonnik, czyli celuloza.

Celuloza jest prostym, nierozgałęzionym łańcuchem zbudowanych z podjednostek

b-D-glukopiranozowych, połączonych z sobą wiązaniami a- glikozydowym. Struktura łańcucha błonnika wzmacniana jest wiązaniami wodorowymi. Wielocukier ten nie fiest rozpuszczalny w wodzie i popularnych rozpuszczalnikach.

Celuloza jest ważnym składnikiem ścian komórkowych organizmów roślinnych. Pobierana jest do organizmów wielussaków ( w tym też człowieka ) w dużych ilościach wraz z pokarmem roślinnym , jednak jest ona nieprzyswajalna. Niemożność trawienia celulozy w przewodzie pokarmowych tych zwierząt jest związana z brakiem specyficznego enzymu- hydrolazy b, która rozcina wiązania b-glikozydowe. Zdolność trawienia celulozy mają zwierzęta roślinożerne iprzeżuwacze , które posiadają w żołądku specyficzne bakterie rozkładające wiązania b-glikozydowe.

Chityna .

Chitynę tworzą połączone z sobą cząsteczki N-acetylo-D-glukozaminy. Wielocukier ten jest głównym składnikiem budulcowym pancerzyków owadów i skorupiaków.

Glikozaminoglikany, czyli mukopolisacharydy.

Mukopolisacharydy zbudowane są z łańcuchów cukrów złożonych, które zawierają kwas uronowy oraz aminocukry. Cukry złożone łączą się z niektórymi białkami, w wyniku czego powstają cząsteczki proteoglikanów. Do proteoglikanów należą m.in. kolagen i elastyna , które stanowią substancję podstawową ( kitową ) tkanki kostnej, łącznej i wielu innych. Proteoglikany charakteryzują się dużym ładunkiem ujemnym oraz znaczną liczbą grup hydroksylowych , co powoduje że łańcuchy węglowodanowe utrzymywane są osobno. Tak struktura wielocukru powoduje , że może on zatrzymywać on znaczne ilości wody czego efektem jest jego pęcznienie. Dzięki tym właściwościom tkanki zbudowane z kolagenu i elastyny mają charakter amortyzujący. Do proteoglikanów należą m.in. siarczan chondroityny, kwas hialuronowy orazheparyna.

Glikoproteiny, czyli mukoproteidy.

Mukoproteidy nalezą do białek złożonych zawierających w swojej cząsteczce łańcuchy węglowodanowe o różnej długości i o różnym stopniu rozgałęzienia. Do cukrowych składników glikoprotein należą głównie oligosacharydy. Do najważniejszych heksoz wchodzących w skład mukoproteidów należą : galaktoza ( Gal ), mannoza ( Man ) oraz N-Acetylogalaktozamina ( GalNAc ) i N-Acetyloglukozamina ( GlcNAc) należące do acetyloheksozamin. Oprócz heksoz w skład mukoproteidów należą : ksyloza ( Xyl ), arabinoza ( Ara ), L- fukoza ( Fuc ), kwas N-acetyloneuraminowy (NeuAc ) i inne N-acylowe pochodne kwasu neuraminowego, kwasy sjalowe.

Mukoproteidy składem chemicznym przypominają glikozaminoglikany, jednak nie zawierają one kwasów uronowych. Glikozaminoglikany są ważnym składnikiem błon komórkowych, występują również w wielu tkankach i płynach ustrojowych.

Kwasy sjalowe.

Kwasy te stanowią pochodne ( O lub N- acylowe ) kwasu neuraminowego.

Kwas neuraminowy.

Jest to cukier 9-węglowy, który powstaje w wyniku połączenia pirogronianu z epimerem glukozaminy, czyli manozaminą. Kwasy sjalowe są cukrami, które wchodzą w skład gangliozydów oraz glikoprotein.

Węglowodany jako składniki błon komórkowych.

Cukry występujące w glikolipidach i glikoproteinach stanowią 5% całkowitej masy błon cytoplazmatycznych ssaków. Większość cukrów występuje w zewnętrznej części błony komórkowej , stanowiąc tzw. glikokaliks. Do wykrywania węglowodanów błonowych używa się lektyn- specyficznych związków ( pozyskiwanych najczęściej z roślin ) , które mają zdolność swoistego łączenia się z określonymi resztami cukrowymi. Przykładem może być konkanawalina A , która łączy się z resztami a -mannozylowymi i a- glukozylowymi.

Główna glikoproteiną występującą w błonach ludzkich erytrocytów jest glikoforyna. Cząsteczkę glikoforyna stanowi 130 aminoacylowych reszt , zakotwiczonych w błonie komórkowej. Glikoproteina ta zbudowana jest w ten sposób, że reszty białkowe wystają po obu stronach błony cytoplazmatycznej ( na zewnątrz i do wnętrza komórki ). Do N- końca łańcucha polipeptydowego w zewnętrznej części błony przyłączone są łańcuchy sacharydowe.

Glikoliza, schemat Embdena-Meyerhofa-Parnasa - ciąg reakcji biochemicznych, podczas których jedna cząsteczka glukozy zostaje przekształcona w dwie cząsteczki pirogronianu. Glikoliza zachodzi w pozamitochondrialnej, rozpuszczalnej frakcji komórkowej - cytoplazmie - wszystkich eukariotów i prokariotów.

Sumaryczna reakcja glikolizy jest następująca:

glukoza + 2 P_i + 2 ADP + 2 NAD⁺ → 2 cząsteczki pirogronianu + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 H₂O

olą glikolizy jest:

• dostarczanie energii - w wyniku glikolizy powstają 2 cząsteczki ATP oraz substraty do cyklu kwasu cytrynowego i fosforylacji oksydacyjnej, gdzie wytwarzana jest większa ilość ATP.

• wytwarzanie intermediatów dla szlaków biosyntetycznych.

Etapy [edytuj]

1. Fosforylacja glukozy i powstanie glukozo-6-fosforanu - nieodwracalna reakcja katalizowana przezheksokinazę lub bardziej specyficznie w wątrobie przez glukokinazę. Jako dawca fosforanu potrzebny jest do tej reakcji ATP, reagujący w formie kompleksu Mg-ATP, ze względu na jednoczesną konieczność dostarczenia jonów magnezu Mg⁺².

2. Przekształcenie glukozo-6-fosforanu we fruktozo-6-fosforan przy pomocy izomerazy glukozo-6-fosforanowej, z zastrzeżeniem, że przemianie tej ulega tylko anomer α glukozo-6-fosforanu.

3. Fosforylacja fruktozo-6-fosforanu przez ATP i przy pomocy enzymu fosfofruktokinazy I (PKF), powstajefruktozo-1,6-bisfosforanu oraz ADP. Reakcja ta jest nieodwracalna w warunkach fizjologicznych.

4. Rozszczepienie przez aldolazę fruktozo-1,6-bisfosforanu na dwie fosfotriozy - aldehyd 3-fosfoglicerynowyoraz fosfodihydroksyaceton. Dziedziczny niedobór aldolazy w erytrocytach może wywoływaćniedokrwistość hemolityczną.

5. Przekształcenie fosfodihydroksyacetonu w aldehyd 3-fosfoglicerynowy przez izomerazę triozofosforanową.

6. Przekształcenie aldehydu 3-fosfoglicerynowego w 1,3-bisfosfoglicerynian (1,3-BPG) z użyciem fosforanu nieorganicznego, NAD⁺ i enzymu dehydrogenazy aldehydu 3-fosfoglicerynowego. Jest to jednoczesna reakcja utleniania i fosforylacji, która może być zmodyfikowana w obecności arsenianu - reaguje on z nieorganicznym fosforanem i tworzy 1-arseno-3-fosfoglicerynian i - zamiast ATP - energię cieplną.

7. Przeniesienie grupy fosforanowej z 1,3-BPG do ADP i utworzenie ATP (fosforylacja substratowa) oraz 3-fosfoglicerynianu - reakcja katalizowana przez kinazę fosfoglicerynianową.

8. Przekształcenie 3-fosfoglicerynianu w 2-fosfoglicerynian przez fosfogliceromutazę. Prawdopodobnym produktem pośrednim tej reakcji jest 2,3-bisfosfoglicerynian (2,3-BPG).

9. Odwodnienie 2-fosfoglicerynianu i powstanie fosfoenolopirogronianu (PEP) - reakcja katalizowana przez enolazę. Aktywność enzymu zależy od obecności jonów magnezu lub manganu, hamowana jest w obecności fluorków.

10. Przeniesienie grupy fosforanowej z PEP na ADP i powstanie ATP oraz pirogronianu - reakcja katalizowana przez kinazę pirogronianową. Ze względu na znaczną utratę energii swobodnej w postaci ciepła, musi być traktowana jako reakcja fizjologicznie nieodwracalna. Dziedziczny niedobór kinazy pirogronianowej w erytrocytach może wywoływaćniedokrwistość hemolityczną.

Glikoliza tlenowa [edytuj]

Glikoliza jest zawsze procesem niewymagajacym tlenu. Określenie "glikoliza tlenowa" obejmuje, prócz samej glikolizy, losy produktów glikolizy - pirogronianu oraz NADH w reakcjach wymagających tlenu. W zdecydowanej większości ludzkich komórek (poza erytrocytami i włóknami mięśniowymi w czasie intensywnej pracy) przeważa ten rodzaj metabolizmu. W warunkach tlenowych pirogronian, otrzymany w wyniku glikolizy pobierany jest przez mitochondria, w których po przekształceniu do acetylo-CoA (reakcja ta katalizowana jest przez wieloenzymatyczny kompleks dehydrogenazy pirogronianowej, do której działania niezbędna staje się difosfotiamina - pochodna witaminy B1), zostaje utleniony do dwutlenku węgla wcyklu Krebsa. Powstałe w glikolizie równoważniki redukujące są przenoszone zaś z NADH+H⁺ do wnętrza mitochondriów. Przenoszenie elektronów z cytoplazmatycznego NADH na mitochondrialny łańcuch oddechowy odbywa się dzięki krótkim sekwencjom reakcji zwanych tzw. czółenkami. Aktywne mogą być: czółenko glicerolo-3-fosforanowe lub jabłczanowo-asparaginianowe.

Arsenian, jony rtęciowe oraz niedobór tiaminy w diecie powodują nagromadzanie się pirogronianu w komórkach i doprowadzają do szybkiej kwasicy mleczanowej, będącej objawem niedoboru dehydrogenazy mleczanowej - prowadzi to u człowieka do zaburzeń neurologicznych poprzez zakłócenie podstawowych funkcji mózgu. Glikolizie tlenowej towarzyszy wytworzenie 38 moli ATP. Ogólny zysk wynosi więc 36 moli ATP.

Glikoliza beztlenowa [edytuj]

Jeśli przeważają warunki beztlenowe, uniemożliwiona staje się reoksydacja NADH w łańcuchu oddechowym przez przeniesienie równoważników redukujących na tlen. Pirogronian ulega redukcji przez NADH do mleczanu w reakcji katalizowanej przez dehydrogenazę mleczanową. Reoksydacja NADH w reakcji powstawania mleczanu przez odtworzenie NAD potrzebnego w następnym cyklu reakcji umożliwia dalszy przebieg glikolizy w przypadku nieobecności tlenu.

Przykładem komórek, które przeprowadzają wyłącznie glikolizę beztlenową są erytrocyty, ze względu na brak mitochondriów, niezbędnych do przeprowadzanie reakcji łańcucha oddechowego. Jednak w przypadku krwinek czerwonych glikoliza zachodzi z ominięciem reakcji katalizowanej przez kinazę fosfoglicerynianową. Dodatkowy enzym, jakim jest mutaza bisfosfoglicerynianowa katalizuje przekształcenie 1,3-BPG w 2,3-BPG, który ostatecznie ulega przemianie do 3-fosfoglicerynianu przy udziale fosfatazy 2,3-bisfosfoglicerynianowej.

Regulacja procesu glikolizy [edytuj]

Glikoliza regulowana jest na trzech etapach obejmujących reakcje nieodwracalne, tj. w miejscu działania heksokinazy (lub glukokinazy), fosfofruktokinazy I oraz kinazy pirogronianowej.

1. Reakcja katalizowana przez heksokinazę nie jest właściwa tylko dla glikolizy, gdyż jest to wspólny etap dla wszystkich dróg metabolizmu węglowodanów, w których glukoza jest substratem (szlak pentozofosforanowy, synteza glikogenu). Regulacja tej reakcji polega na hamującym działaniu nadmiaru glukozo-6-fosforanu, powstającego w wyniku rozpadu glikogenu - sprawia to bowiem, iż reakcja staje się na daną chwilę zbędna.

2. Reakcja z użyciem fosfofruktokinazy I jest najważniejszym miejscem regulacji glikolizy, czasami reakcja przeprowadzana przez ten enzym nazywana jest reakcją ograniczającą glikolizy. Enzym hamowany jest allosterycznie przez wzrost stężenia ATP (komórka otrzymuje sygnał o wystarczającym zapasie energii), cytrynianu (związany z dostarczaniem acetylo-CoA do cytozolu - stężenie cytrynianu jest sygnałem, iż prekursory syntezy kwasów tłuszczowych są obecne w dostatecznej ilości i nie ma potrzeby ich dalszej produkcji) i jonów wodorowych (przy obniżonej wartości pH komórka broni się przed nadmiernym gromadzeniem się kwasu mlekowego z glikolizy beztlenowej). Aktywowany zaś jest w obecności AMP.

3. Kinaza pirogronianowa kontroluje wypływ metabolitów glikolizy - regulacja indukowana przez fruktozo-1,6-bisfosforan (aktywujący enzym i tym samym przyśpieszająca proces glikolizy na tym etapie) oraz ATP oraz alaninę (hamujące enzym i spowalniające glikolizę)

glukoneogeneza (ang. Gluconeogenesis) - enzymatyczny proces przekształcania niecukrowcowych prekursorów, np. aminokwasów, glicerolu czy mleczanu w glukozę. Resynteza glukozy następuje głównie wkomórkach wątroby i w mniejszym stopniu w komórkach nerek, a głównym punktem wejścia substratów do tego szlaku jest pirogronian^[1]. Szybkość zachodzenia procesu jest zwiększana podczas wysiłku fizycznego i głodu. W wyniku glukoneogenezy wydzielają się duże ilości energii.

Niecukrowcowe substraty przekształcane są najpierw w pirogronian lub wchodzą do szlaku na etapie późniejszych intermediatów, takich jak fosfodihydroksyaceton lub szczawiooctan, w który pirogronian jest przekształcany w reakcji karboksylacji zachodzącej w mitochondriach, kosztem jednej cząsteczki ATP^[2].

Ostatnim krokiem glukoneogenezy jest z reguły wytworzenie glukozo-6-fosforanu z fruktozo-6-fosforanu przezizomerazę fosfoglukozy. Wolna glukoza nie jest tworzona od razu, gdyż wydyfundowałaby z komórki. Fosforyloglukoza jest hydrolizowana do glukozy przez enzym znajdujący się w membranie retikulum endoplazmatycznego. Stamtąd glukoza jest wysyłana do cytozolu.

Glukoneogeneza nie może być traktowana jako proces odwrotny do glikogenolizy, gdyż trzy występujące w niej reakcje nieodwracalne są zastąpione przez inne. Dzięki temu synteza i rozkład glukozy muszą podlegać oddzielnym systemom regulacji i nie mogą zachodzić jednocześnie w jednej komórce. Szybkość procesu zależy w głównej mierze od 1,6-bisfosfatazy fruktozy. Większość czynników wpływających na aktywność szlaku glukoneogenezy to substancje powodujące inhibicję wykorzystywanych w nim enzymów, jednak zarównoacetylo-CoA jak i cytrynian działają na nie aktywująco (pierwszy na karboksylazę pirogronianu, drugi na bisfosfatazę fruktozy)^[2].

Zjawisko syntetyzowania glukozy z mleczanów nosi nazwę cyklu Corich.

Glikogenoliza - rozkład glikogenu do glukozo-6-fosforanu (gł. w mięśniach) lub do glukozy (w wątrobie) powodujący uzupełnienie chwilowego niedoboru glukozy w różnych tkankach organizmu, m.in. we krwi. Proces pobudzany przez adrenalinę i glukagon.

Poszczególne etapy glikogenolizy są katalizowane przez fosforylazę glikogenową i enzym usuwający rozgałęzienia.

Glikozylacja - proces enzymatycznego dołączenia reszty cukrowcowej do innej cząsteczki, na przykład białka.

Glikozylacja białek zachodzi wewnątrz retikulum endoplazmatyczne ze względu na redukujący charakter cytoplazmy. Polega ona na przeniesieniu za pomocą enzymu transferazyglikozylowej drzewka cukrowowego z dolicholu (22 węglowy alkohol poliprenoidowy) na białko, które zostało dotransportowane do ER. Dzięki jednoetapowemu przebiegowi glikozylacji może ona być łatwo sterowana enzymatycznie i w przypadku błędów - poprawiana.

Podczas glikozylacji powstaje wiązanie N-glikozydowe, najpopularniejsze dla połączeń białkowo-cukrowcowych.

Glikacja białek - proces nieenzymatycznego przyłączania się heksoz, głównie glukozy, do wolnych grup aminowych białek. Jest fizjologicznym procesem determinującym ich starzenie. Nasila się w stanach hiperglikemii (m.in. w cukrzycy), przyspieszając wystąpienie powikłań, w postaci mikroangiopatii, makroangiopatii, retinopatii, nefropatii, itp.

Hiperglikemia, stan podwyższonego stężenia glukozy w płynach biologicznych, sprzyja zjawisku, które określamy glikacją białek. Proces ten, w odróżnieniu od glikozylacji, zachodzi bez udziału wysokoenergetycznych pośredników cukrowych i nie jest katalizowany przez glikozylotransferazy. Wysokie stężenie substratu (glukozy) sprawia, że łatwo wiąże się ona z grupami aminowymi różnych białek, w tym także hemoglobiną. Pomiar zawartości glikowanych białek we krwi (głównie hemoglobiny) jest wskaźnikiem diagnostycznym, przydatnym w ocenie wyrównania cukrzycy. Powstaje tzw. hemoglobina glikowana HbA_1c (6%-6,5% Hb całkowitej), która jest miarą poziomu glukozy w ciągu ostatnich 4-12 tygodni. Jest bardziej użyteczny niż pomiar zawartości glukozy we krwi, który odzwierciedla stan chwilowy, istniejący w momencie pobierania krwi. Zawartość glikowanych białek we krwi podlega wolniejszemu wahaniu niż stężenie wolnej glukozy i dlatego jest miernikiem długotrwałej glikemii.

Glikoliza.

Głównym znaczeniem glikolizy w organizmie jest przekształcenie glukozy z acetyloCoA , który jest głównym substratem cyklu kwasu cytrynowego. Oprócz tego glikoliza ma istotne znaczenie w metabolizmie galaktozy i fruktozy , które dostarczane są do organizmu wraz z pokarmem. Podstawowym produktem glikolizy zachodzącej w warunkach tlenowych jest pirogronian i ATP . Jednak glikoliza może zachodzić w warunkach beztlenowych, co obserwowane jest w mięśniach , gdzie w warunkach niedostatecznego dotlenienia glukoza przekształcana jest do mleczanu z wydzieleniem ATP niezbędnego do skurczu mięśni. Mięśnie szkieletowe działają bardzo sprawnie w warunkach niedotlenienia, natomiast mięsień sercowy w takich warunkach wykazuje małą aktywność glikolityczną oraz słabą kurczliwość. W czasie intensywnego wysiłku fizycznego dochodzi do uwalniania zapasów glikogenu w mięśniach , z którego wytwarzana jest glukoza. Duże ilości glukozy zużywane są w procesie glikolizy w celu uzyskania energii potrzebnej do pracy mięśni. Nadmierne gromadzenie się mleczanu w mięśniach jako produktu glikolizy jest przyczyną ich zakwaszenia, czyli tzw. "zakwasów". Zaawansowana kwasica mleczanowa może występować w tkankach nowotworowych.

Jeżeli procesy glikolizy w mięśniach zachodzą w warunkach tlenowych , to glikogen nie jest zużywany a zamiast mleczanu powstaje pirogronian .Pirogronian nie gromadzi się w tkankach, ponieważ ulega utlenieniu do dwutlenku węgla i wody.

W czasie glikolizy w warunkach tlenowych i beztlenowych występują te same reakcje, z tym że intensywność tych procesów jest zróżnicowana oraz produkty tych reakcji są różne. Jeżeli glikoliza zachodzi w warunkach małej podaży tlenu to ograniczone są procesy reoksydacji NADH , dlatego związek ten ulega utlenieniu w czasie redukcji pirogronianu do kwasu mlekowego. Powstały w ten sposób NAD zapewnia przebieg kolejnych etapów glikolizy.

Glikoliza zachodząca w warunkach beztlenowych prowadzi do uwolnienia mniejszej ilości energii, niż ma to miejsce w czasie glikolizy tlenowej. Do wytworzenia dużej ilości energii w czasie glikolizy beztlenowej należy zużyć więcej cząsteczek glukozy.

Ogólny wzór glikolizy beztlenowej.

glukoza + 2ADP + 2Pi → 2L(+)-mleczan + 2ATP + 2H2O

Glikoliza jest procesem, który odbywa się w cytozolu i nim też obecne są enzymy niezbędne do przeprowadzania wszystkich jej reakcji. W cytozolu zachodzi zarówno glikoliza tlenowa jak i beztlenowa.

Pierwszym etapem glikolizy jest ufosforylowane glukozy do glukozo-6-fosforanu. Enzymem warunkującym prawidłowy przebieg tej reakcji jest heksokinaza. W komórkach wątroby enzymem tym jest glukokinaza. W czasie fosforylacji glukozy dochodzi do zużycia jednaj cząsteczki ATP, której energia jest niezbędna do przyłączenia reszty fosforanowej do cząsteczki cukru. ATP biorące udział w tej reakcji występuje w postaci kompleksu z jonami magnezowymi. W czasie fosforylacji glukozy dochodzi do znacznej utraty energii cieplnej, w związku z tym reakcja ta zaliczana jest do reakcji nieodwracalnych. Funkcje katalityczne heksokinazy hamowane są produktem tej reakcji , czyli glukozo-6-fosforanem.

Reakcja : glukoza + ATP → glukozo-6-fosforan + ADP

Glukozo-6-fosforan jest związkiem występującym w wielu innych szlakach metabolicznych.

Kolejnym etapem glikolizy jest izomeryzacja glukozo-6-fosforanu do fruktozo-6-fosforanu.

Prawidłowy przebieg izomeryzacji aldozowo-ketozowej zapewnia enzym- izomeraza fosfoheksozowa. Reakcji izomeryzacji ulega jedynie anomery typu a glukozo-6-fosforanu.

Reakcja : a-D-glukozo-6-fosforan → a-D-fruktozo-6-fosforan

Kolejnym reakcją glikolizy jest druga fosforylacja. Produktem tej reakcji jest

fruktozo-1,6-bisfosforan.Kolejna fosforylacja podobnie jak pierwsza wymaga dostarczenia energii w postaci ATP. Enzymem katalizującym tą fosforylację jest fosfofruktokinaza, która wykazuje zarówno właściwości allosteryczne jak i indukujące.

Aktywność tego enzymu decyduje o szybkości całego procesu glikolizy. Ten etap glikolizy również uważany jest za nieodwracalny.

Reakcja : D-fruktozo-6-fosforan + ATP → D-fruktozo-1,6-bisfosforan

W następnej reakcji glikolizy enzym aldolaza powoduje rozszczepienie

fruktozo-1,6-bisfosforanu na dwie cząsteczki fosfotriozy, czyli : dihydroksyacetonofosforan oraz gliceraldehydo-3-fosforan.

Reakcja : D-fruktozo-1,6-bisfosforan → Gliceraldehydo-3-fosforan + dihydroksyacetonofosforan

Obydwa produkty reakcji mogą przechodzić jeden w drugi pod wpływem działania enzymu zwanego izomerazą fosfotriozową.

D-gliceraldehydo-3-fosforan ↔ dihydroksyacetonofosforan

Następnym etapem glikolizy jest utlenianie gliceraldehydo-3-fosforanu , które prowadzi do powstania 1,3-bisfosfoglicerynianu. Utlenieniu ulega także dihydroksyacetonofosforan, po uprzednim przekształceniu się do gliceraldehydo-3-fosforanu.

D-gliceraldehydo-3-fosforan + NAD+ + Pi → 1,3-bisfosfoglicerynian + NADH + H+

Następnie 1,3-bisfosfoglicerynian zostaje przekształcony w 3-fosfoglicerynian, pod wpływem enzymu - kinazy fosfoglicerynianowej. W czasie tej reakcji następuje odszczepienie reszty fosforanowej z 1,3-bisfosfoglicerynianu na ADP, wynikiem czego jest wytworzenie cząsteczki ATP.

Reakcja : 1,3-bisfosfoglicerynian + ADP → 3-fosfoglicerynian + ATP

Jedna cząsteczka glukozy prowadzi do wytworzenia dwóch cząsteczek fosfotrioz, w związku z czym w reakcji tej wytwarzane są także dwie cząsteczki wysokoenergetycznego związku ATP. Wytworzenie ATP na etapie substratu określane jest jako fosforylacja substratowa.

Jeżeli w poprzednich reakcjach jest obecny arsenian to współzawodniczy on z fosforem nieorganicznym ,w rezultacie czego powstaje cząsteczka 1-arseno-3-fosfoglicerynianu. Związek ten ma zdolność do spontanicznej hydrolizy , czego produktem jest

3-fosfoglicerynian oraz ciepło, jednak nie tworzy się ATP. Arsenian ma właściwość sprzęgania procesów fosforylacji i utleniania.

Kolejnym etapem glikolizy jest przekształcenie 3-fosfogliderynianu do 2-fosfoglicerynianu. Reakcję tę katalizuje enzym- mutaza fosfoglicerynianowa. Związkiem pośrednim tej reakcji jest prawdopodobnie 2,3-bisfosfoglicerynian.

Reakcja : 3-fosfoglicerynian → 2-fosfoglicerynian

Kolejna reakcja glikolizy związana jest z odszczepieniem cząsteczki wody od

2-fosfoglicerynianu. W czasie tej reakcji dochodzi do przemieszczenia energii w cząsteczce a produktem tych przemian jest fosfoenolopirogronian. Prawidłowy przebieg tej reakcji jest kontrolowany przez enzym, zwany enolazą. Właściwości enzymatyczne enolazą ulegają zahamowaniu poprzez dodanie fluorków do reakcji. Ta właściwość enzymu jest wykorzystywana wtedy, gdy potrzebne jest zahamowanie procesu glikolizy, np. w czasie oznaczania stężenia glukozy w próbce krwi. Do prawidłowego działania enolazy wymagana jest obecność jonów magnezowych.

Reakcja : 2-fosfoglicerynian → fosfoenolopirogronian + H2O

W kolejnym etapie reszty fosforanowe zostają przeniesione na dwie cząsteczki ADP, w wyniku czego powstają dwie cząsteczki ATP oraz enolopirogronian. Reakcję tą katalizuje kinaza pirogronianowa. Następnie dochodzi do spontanicznego przekształcenia się enolopirogronianu w postać ketonową, czyli pirogronian. W reakcji tej dochodzi do znacznej utraty energii cieplnej i dlatego reakcja ta jest traktowana jako nieodwracalna fizjologicznie.

Reakcja : fosfoenolopirogronian + ADP → pirogronian + ATP

W tym etapie o kierunku dalszych reakcji glikolizy decyduje potencjał redoks tkanki. Możliwe są dwa szlaki metaboliczne uzależnione od podaży tlenu do tkanek.

W przypadku warunków beztlenowych uniemożliwiony jest proces ponownego utlenienia NADH w wyniku przejścia równoważników redukujących przez łańcuch oddechowy na tlen. W związku z tym pirogronian zostaje zredukowany przez NADH a produktem tej reakcji jest kwas mlekowy. Enzymem katalizującym ten proces jest dehydrogenaza mleczanowa.

Reakcja : pirogronian + NADH + H+ → L(+)-mleczan + NAD+

Reoksydacja NADH do NAD+ katalizowana jest przez enzym dehydrogenazę gliceraldehydo-3-fosforanową. Dzięki temu enzymowi możliwy jest przebieg reakcji glikolizy w warunkach beztlenowych . Ma to istotne znaczenie w funkcjonowaniu niektórych tkanek w warunkach niedotlenienia. Szczególnie dotyczy to mięśni, które działają równie efektywnie w warunkach tlenowych jak i beztlenowych. Gromadzący się mleczan, jako produkt glikolizy beztlenowej jest obecny w moczu oraz osoczu krwi. W erytrocytach zawsze zachodzi glikoliza beztlenowa, nawet w tlenowych warunkach , ponieważ struktury te nie posiadają mitochondriów a tym samym enzymów potrzebnych do utleniania pirogronianu. W czerwonych krwinkach ssaków 90% zapotrzebowania na energię pokrywa proces glikolizy. Istnieje wiele tkanek w organizmie , które energię czerpią głównie z beztlenowej glikolizy . Należą do nich przede wszystkim mięśnie i erytrocyty, jak również skóra, mózg, jelito, siatkówka, część rdzeniowa nerki. Są także takie organy, takie jak nerki, wątroba, serce w których zachodzi głównie glikoliza tlenowa , lecz w warunkach niedoboru tlenu , metabolizm glukozy przechodzi zmienia się na beztlenowy ( z wytworzeniem mleczanu ).

Cały cykl glikolizy w trzech etapach, które warunkują reakcje nieodwracalne.

Reakcje , które są silnie egzoergiczne, czyli w czasie ich trwania wydzielane są duże ilości ciepła są zaliczane do reakcji nieodwracalnych. Reakcje nieodwracalne szlaku glikolitycznego to te, które katalizowane są kinazę pirogronianową , fosfofruktokinazę oraz heksokinazę. Zmiana przebiegu reakcji katalizowanych przez powyższe enzymy powoduje przesunięcie reakcji w kierunku glukoneogenezy.

W glikolizie zachodzącej w czerwonych krwinkach niektórych gatunków ssaków pomijana jest reakcja katalizowana kinazą fosfoglicerynianową. Dlatego energia wysokoenergetycznych wiązań nie zostaje skumulowana lecz rozproszona. Występuje tu dodatkowy enzym, określany jako mutaza bisfosfoglicerynianowa, który katalizuje przemianę 1,3-bisfosfoglicerynianu związek → 2,3-bisfosfoglicerynian. Związek ten, pod wpływem fosfatazy 2,3-bisfosfoglicerynianowej przekształcony zostaje w 3-fosfoglicerynian. W tego typu glikolizie nie ma zysku energetycznego w postaci ATP, ponieważ energia wiązania wysokoenergetycznego została uwolniona. Taki typ glikolizy ma swoje dobre strony, ponieważ w krwinkach czerwonych mogą zachodzić procesy metaboliczne glukozy, nawet kiedy zapotrzebowanie na ATP jest minimalne. Dodatkowo 2,3-bisfosfoglicerynian ma właściwości łączenia się z hemoglobiną w związku z czym zmniejsza jej powinowactwo do tlenu a tym samym przyczynia się do zwiększonego uwalniania tlenu z oksyhemoglobiny.

Pirogronian powstały w czasie glikolizy jest substratem do cyklu kwasu cytrynowego. Jednak aby mógł być on włączony do tego cyklu musi ulec utlenieniu do acetylo-CoA.

Pirogronian powstaje w cytozolu , natomiast cykl Krebsa odbywa się w mitochondrium, w związku z tym musi on zostać przeniesiony do wnętrza tego organellum. W transporcie tym uczestniczy specjalny przenośnik pirogronianowy, dzięki działaniu którego możliwe jest przejście cząsteczki pirogronian przez wewnętrzną błonę mitochondrium. W czasie przechodzenia pirogronian przez błonę towarzyszy mu transport jednego protonu. Wspólne przechodzenie cząsteczek w poprzek błony określane jest mianem symportu.

We wnętrzu mitochondrium pirogronian przekształcany jest do acetylo-CoA w procesie oksydacyjnej dekarboksylacji. Za proces ten odpowiedzialny jest kompleks wieloenzymatyczny, który określany jest jako kompleks pirogronianowej dehydrogenazy. Kompleks ten można przyrównać do kompleksu a-ketoglutaranowej dehydrogenazy obecnego w cyklu Krebsa.

W pierwszej kolejności pirogronian ulega procesowi dekarboksylacji , czego produktem jest pochodna difosfotiaminy. Z kolei związek ten reaguje z lipoamidem, w wyniku czego powstaje acetylolipoamid. Acetylolipoamid ulega reakcji z koenzymem A, a produktem tej reakcji jest zredukowana forma lipoamidu oraz acetylo-CoA. Reakcje tę katalizuje acetylotransferaza dihydroliponianowa. Następnie pod wpływem dehydrogenazy dihydroliponianowej lipoamid ulega ponownemu utlenieniu przez związek znany jako flawoproteina. Powstała w tej reakcji zredukowana forma flawoproteiny zostaje utleniona przez cząsteczkę NAD. NAD jest przenośnikiem równoważników redukujących do tzw. łańcucha oddechowego.

Reakcja : pirogronian + NAD+ + CoA → acetylo-CoA + NADH + H+ + CO2

Każdy z trzech enzymów wchodzących w skład kompleksu pirogronianowej dehydrogenazy posiada w swej cząsteczce łańcuch polipeptydowy , które wspólnie tworzą charakterystyczna strukturę przestrzenną. Kompleks enzymatyczny hamowany jest produktami reakcji , którą katalizuje, czyli NADH oraz acetylo-CoA. Wstrzymanie procesów utleniania pirogronian może doprowadzić do kwasicy.

Metabolizm glikogenu.

Glikogen stanowi magazyn cukrów w tkankach zwierzęcych i obecny jest przede wszystkim w wątrobie oraz w mięśniach.

Glikogen występujący w mięśniach stanowi źródło glukozy wykorzystywanej jako produkt do procesu glikolizy, który dostarcza energii włókienkom mięśniowym. Natomiast glikogen obecny w wątrobie jest zapasem glukozy, który odpowiada za jej prawidłowe stężenie w osoczu krwi. W przypadku silnego niedoboru pokarmowego, gdy zapasy glikogenu w wątrobie uległy wyczerpaniu , zużywana jest glukoza zmagazynowana w postaci glikogenu w mięśniach.

Synteza glikogenu.

Pierwszy etap syntezy glikogenu jest identyczny z pierwszym etapem glikolizy. Glukoza ulega ufosforylowaniu do glukozo-6 -fosforanu. Reakcje tę katalizuje w komórkach mięśni - heksokinaza, natomiast w wątrobie- glukokinaza. Glukozo-6-fosforan ulega przekształceniu w glukozo-1-fosforan, a przebieg tej reakcji warunkowany obecnością enzymu - fosfoglukomutazy.

Enzym-P + glukozo-6-fosforan → Enzym-P + glukozo-1-fosforan

Glukozo-1-fosforan zostaje przekształcony w urydynotrifosforan, czyli UTP. Urydynotrifosforan, pod wpływem pirofosforylazy UDPGlc ulega przekształceniu w urydynodifosfoglukozę , czyli UDPGlc.

UTP + glukozo-1-fosforan → UDPGlc + PPi

Z UDPGlc wytwarzany jest glikogen , pod wpływem działania enzymu - syntazy glikogenowej. Inicjację tego procesu warunkuje obecność primeru glikogenowego, czyli gotowej cząsteczki glikogenu.

W organach takich jak nerki i wątroba obecny jest specyficzny enzym - glukozo-6-fosfataza, który powoduje odszczepianie fosforanu z cząsteczki glukozo-6-fosforanu i uwolnienie glukozy do krwi.

Glukoneogeneza.

Proces ten stanowią wszelkie reakcje, które polegają na przekształcaniu związków niecukrowych w glikogen lub glukozę. Najczęściej do glukoneogenezy dochodzi w tkankach nerek i wątroby ponieważ , w nich znajdują się niezbędne do tego procesu enzymy. Substratami do procesu glukoneogenezy są z reguły aminokwasy glikogenne, glicerol oraz mleczan.

Glukoneogeneza uzupełnia zapas glukozy w organizmie, w przypadku gdy dostarczane wraz z pokarmem węglowodany nie zaspakajają potrzeb energetycznych organizmu. Poziom glukozy we krwi musi być utrzymywany na względnie stałym poziomie, co jest niezwykle ważne w prawidłowym funkcjonowaniu układu nerwowego oraz krwinek czerwonych. Przy dużym niedoborze glukozy we krwi dochodzi do zaburzenia czynności mózgu, co może doprowadzić ostatecznie do śpiączki a nawet zgonu.

Glukoza wykorzystywana jest także w tkance lipidowej jako substrat do syntezy glicerydów i glicerolu. Cukier ten wykorzystywany jest w mięśniach jako źródło energii w warunkach słabego dotlenienia. Z glukozy produkowana jest także laktoza- cukier występujący w mleku ssaków. Dzięki glukoneogenezie dochodzi do "oczyszczenia" tkanek z produktów metabolizmu , takich jak : mleczan- produkowany przez erytrocyty i mięśnie oraz glicerol- wytwarzany w tkance tłuszczowej.

Reakcje nieodwracalne w glikolizie i ich znaczenie w glukoneogenezie.

Nieodwracalne reakcje glikolizy charakteryzują się wydzielaniem dużej ilości energii cieplnej, a zatem bariera energetyczna stoi na przeszkodzie odwrócenia tych procesów. Istnieją alternatywne reakcje , które pozwalają na ominięcie tych wysokoenergetycznych reakcji.

Duże ilości ciepła wydzielane są w reakcjach , które zachodzą między :

1.fosfoenolopirogronianem a pirogronianem

2.fruktozo-6-fosforanem a fruktozo-1,6-bisfosforanem

3.glukozą a glukozo-6-fosforanem

4.glikogenem a glukozo-1-fosforanem.

Ad.1.

Istnieją dwa enzymy, za pomocą których możliwe jest przekształcenie mleczanu w fosfoenolopirogronian. Do enzymów tych należą : karboksylaza pirogronianowa, która katalizuje przemianę pirogronianu w szczawiooctan oraz karboksykinaza fosfoenolopirogronianowa, która katalizuje reakcję przejścia szczawiooctanu w fosfoenolopirogronian.

Ad.2.

W reakcji istotna jest obecność enzymu- fruktozo-1,6-bisfosfatazy, dzięki któremu możliwe jest wytwarzanie glikogenu zarówno z pirogronianu , jak również z fosfotrioz. Enzym ten jest obecny w mięśniach szkieletowych, nerkach i wątrobie.

Ad.3.

Enzym występujący w tkance nerek i wątroby → fosfataza - glukozo-6-fosfataza pozwala na wytworzenie glukozy z glukozo-6-fosforanu. Dzięki temu, w tych tkankach glukoza uwalniana jest do krwi.

Ad.4.

Wytworzenie glikogenu z glukozo-1-fosforanu zachodzi z udziałem enzymu - syntazy glikogenowej. Produktem pośrednim tej reakcji jest urydynodifosfoglukoza.

Dzięki możliwości odwrócenia tych reakcji glikolizy istnieją alternatywne drogi glukoneogenezy. Glikogen wytworzony w procesie deaminacji lub transaminacji aminokwasów może zostać przetworzony następnie w glukozę. Podobnie, niektóre produkty metabolizmu tłuszczy mogą być zużywane w procesach glukoneogenezy.

Cykl kwasu cytrynowego, cykl kwasów trikarboksylowych (TCA) lub cykl Krebsa - cykliczny szereg reakcji biochemicznych. Stanowi końcowy etap metabolizmu aerobów, czyli organizmów oddychających tlenem. Mechanizm cyklu zbadał w latach 30. XX wieku sir Hans Krebs, a kluczowe elementy cyklu przedstawił w 1937, za co został nagrodzony w 1953Nagrodą Nobla.

Cykl kwasu cytrynowego przebiega w macierzy (matrix) mitochondrialnej eukariontów i w cytoplazmie prokariontów. Substratem cyklu jest acetylokoenzym A (acetylo-CoA, czynny octan), który po połączeniu ze szczawiooctanem daje cytrynian (koenzym A odłącza się), a następnie w wyniku kolejnych reakcji izomeryzacji, dehydrogenacji, hydratacji, dehydratacji idekarboksylacji zostaje utleniony do dwu cząsteczek dwutlenku węgla. Jednocześnie regeneruje się cząsteczka szczawiooctanu. W wyniku utleniania z jednej reszty octanu redukują się 3 cząsteczki NAD i jedna FAD, powstaje też cząsteczka guanozynotrifosforanu (GTP, równoważnik ATP), sumarycznie daje to 12 cząsteczek ATP zysku z jednej cząsteczki Acetylo-CoA.

Głównym substratem cyklu kwasu cytrynowego jest acetylo-CoA (CoASAc). Może on pochodzić z różnych źródeł. Zwykle powstaje z pirogronianu (produktu glikolizy) w reakcji katalizowanej przez kompleks dehydrogenazy pirogronianowej w mitochondrium. Stanowi także produkt β-oksydacji kwasów tłuszczowych.

Drugim substratem pierwszej reakcji cyklu jest szczawiooctan, odnawiany przez sam cykl, w razie niedoboru wytwarzany także dzięki reakcjom anaplerotycznym. Jego powstawanie z pirogronianu stymuluje sam acetylo-CoA, pobudzając karboksylazę pirogronianową. Związek ten może powstać także na drodze transaminacji z odpowiedniego aminokwasu: kwasu asparaginowego.

Regulacja cyklu kwasu cytrynowego [edytuj]

Cykl kwasy komórkowego jako ważny szlak metaboliczny umożliwiający zarówno utlenianie związków organicznych, jak i syntezę wielu substratów do biosyntez musi podlegać ścisłej kontroli. Regulacja zachodzenia cyklu odbywa się w kilku punktach. Krytycznym punktem w decydującym o dostarczeniu substratu do cyklu jest kompleks dehydrogenazy. Regulacji podlega kilka z enzymów kompleksu. Dehydrogenaza pirogronianowa jest hamowana w wyniku fosforylacji przez specyficzną kinazę, w sytuacji gdy zwiększa się w komórce stosunek NADH/NAD⁺, acetylo-CoA/CoA lub ATP/ADP. Obniżenie stosunków związków dostarczających energię komórce prowadzi do defosforylacji dehydrogenazy pirogronianowej przez specyficzną fosfatazę. Fosforylacja hamuje również aktywność rdzenia kompleksu - acetylotransferazy. Trzeci element o regulowanej aktywności - dehydrogenaza dihydroliponianowa jest hamowana przez NADH.

Enzymem stanowiącym punkt kontrolny w samym cyklu jest dehydrogenaza izocytrynianowa stymulowana allosterycznie przez ADP. Aktywność enzymu wzrasta również pod wpływem NAD⁺ oraz jonów Mg²⁺. Wzrost poziomu NADH prowadzi do zahamowania aktywności enzymu. Drugim enzymem cyklu stanowiącym punkt kontrolny jest dehydrogenaza α-ketoglataranowa. Jej aktywność ulega zahamowaniu, gdy wzrasta stężenie produktów katalizowanej reakcji - bursztynylo-CoA i NADH. Enzym jest hamowany także w sytuacji wysokiego poziomu ATP w komórce.

W komórkach prokariotycznych miejscem regulacji jest dodatkowo syntaza cytrynianowa hamowana allosterycznie przez ATP.

---