Αν. Καθηγητής Ιατρικής Σχολής ΕΚΠΑ Εργ. Βιολογικής Χημείας. Τρούγκος Κων/νος Αν. Καθηγητής Ιατρικής Σχολής ΕΚΠΑ Εργ. Βιολογικής Χημείας.

ΡΥΘΜΙΣΗ ΓΛΥΚΟΛΥΣΗΣ ΚΑΙ ΓΛΥΚΟΝΕΟΓΕΝΕΣΗΣ ΡΥΘΜΙΣΗ ΓΛΥΚΟΛΥΣΗΣ ΚΑΙ ΓΛΥΚΟΝΕΟΓΕΝΕΣΗΣ

Ποια τα ένζυμα-κλειδιά της γλυκόλυσης?   Ποια τα ένζυμα-κλειδιά της γλυκόλυσης? (Τα ένζυμα που καταλύουν τις μη αντιστρεπτές αντιδράσεις).

Η γλυκολυτική πορεία ελέγχεται αυστηρά Οι ενδοκυττάριες και εξωκυττάριες συνθήκες καθορίζουν τον ρυθμό ροής της γλυκολυτικής πορείας. Δύο είναι οι ουσιαστικές κυτταρικές ανάγκες : Η παραγωγή ενέργειας (ΑΤΡ) Ο εφοδιασμός δομικών μονάδων για συνθετικές αντιδράσεις, όπως είναι ο σχηματισμός λιπαρών οξέων ΤΡΙΑ ένζυμα αποτελούν θέσεις ελέγχου Πώς ελέγχονται αυτά? Ρύθμιση της δραστικότητάς τους από προιόντα με ανατροφοδότηση, αλλοστερικά, ομοιοπολική τρποποίηση (φωσφορυλίωση/κινάσες, αποφωσφορυλίωση / φωσφατάσες) σε απάντηση ορμονικών ερεθισμάτων.

ένζυμο κλειδί της γλυκολυτικής οδού αποτελεί η εξοκινάση. Εξοκινάση ένζυμο κλειδί της γλυκολυτικής οδού αποτελεί η εξοκινάση. Όμως δεν είναι ο κύριος ρυθμιστής της γλυκόλυσης καθώς η 6-φωσφορική γλυκόζη δεν είναι μόνο ένα γλυκολυτικό ενδιάμεσο, αλλά είναι σε θέση να μετατραπεί σε γλυκογόνο ή να οξειδωθεί μέσω της πορείας των φωσφορικών πεντοζών σε ΝΑDPH.

Εξοκινάση 4 ΙΣΟΕΝΖΥΜΑ Ήπαρ : εξοκινάση ΙV = ΓΛΥΚΟΚΙΝΑΣΗ Διαφορετικά ισοένζυμα = Διαφορετικός ρόλος των οργάνων αυτών στο μεταβολισμό της γλυκόζης Διαφορές εξοκινάσης Ι-ΙΙΙ με εξοκινάση ΙV

1) Χαμηλή συγγένεια = Υφίσταται ημικορεσμό σε πολύ υψηλότερη συγκέντρωση (10mΜ) από τη συνηθισμένη συγκέντρωση γλυκόζης στο ήπαρ Σύγκριση των κινητικών ιδιοτήτων της εξοκινάσης Ι και ΙV (γλυκοκινάσης)

Εξοκινάση 4 ΙΣΟΕΝΖΥΜΑ (Ι, ΙΙ, ΙΙΙ, IV) Μύες: εξοκινάση ΙΙ, Ι Υψηλή συγγένεια για τη γλυκόζη Υφίστανται αλλοστερική αναστολή (παροδική και αντιστρεπτή) από την 6-φωσφορική γλυκόζη

Καταλύει την αντίδραση 6-Ρ-φρουκτόζη  1,6 Διφωσφορική φρουκτόζη Φωσφοφρουκτοκινάση Καταλύει την αντίδραση 6-Ρ-φρουκτόζη  1,6 Διφωσφορική φρουκτόζη Το ενεργειακό φορτίο του κυττάρου ΑΤΡ (-) , ADP και ΑΜΡ (+) Κιτρικό (-) πρώιμο ενδιάμεσο του κύκλου του Κrebs = επάρκεια δομικών μονάδων, επάρκεια ενέργειας, κιτρικό σηματοδοτεί την επάρκεια. 2,6-διφωσφορική φρουκτόζη (+) (η 1.6 διΡ F μετατρέπεται σε 2.6 διΡ F άρα + επίδραση της 2.6 στο ένζυμο φωσφοφρουκτο κινάση).

Φωσφοφρουκτοκινάση Σύνοψη ρυθμιστών φωσφοφρουκτοκινάσης.

Κινάση του πυροσταφυλικού (ισοένζυμα L και Μ) Αλλοστερική αναστολή Οι φωσφορυλιώσεις που επάγονται από ορμονικά ερεθίσματα εμποδίζουν το ήπαρ από το να καταναλώνει γλυκόζη όταν αυτή χρειάζεται από τον εγκέφαλο και τους μυς Τα ισοένζυμα συνεισφέρουν στην μεταβολική διαφοροποίηση των διαφόρων οργάνων

ΡΥΘΜΙΣΗ ΓΛΥΚΟΝΕΟΓΕΝΕΣΗΣ

ΡΥΘΜΙΣΗ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ

Όλες οι ρυθμιστικές δράσεις που προαναφέρθηκαν πυροδοτούνται από αλλαγές στο εσωτερικό του κυττάρου και διαμεσολαβούνται από πολύ ταχείς αλλοστερικούς μηχανισμούς.

Ρύθμιση μέσω ορμονών Μηνύματα από το εξωτερικό περιβάλλον του κυττάρου διαμεσολαβούν την επάρκεια ή την ένδεια σε γλυκόζη ή την άμεση ανάγκη για καύσιμα, μέσω ορμονών (ινσουλίνη, γλυκαγόνη, επινεφρίνη). Αυτές οι ορμόνες προκαλούν ομοιο-πολική τροποποίηση (φωσφορυλίωση-αποφωσφορυλίωση πρωτεινών στόχων).

Η 2,6 διφωσφορική φρουκτόζη είναι ισχυρός ρυθμιστής της γλυκόλυσης και της νεογλυκογένεσης Μόλις η 2,6 διφωσφορική φρουκτόζη προσδεθεί στην αλλοστερική θέση της πάνω στην PFK-1 αυξάνει τη συγγένεια του ενζύμου για το υπόστρωμά του, δηλ. την 6 –φωσφορική φρουκτόζη .