Παραγωγή Ενέργειας και Ρύθμιση

Παρουσίαση με θέμα: "Παραγωγή Ενέργειας και Ρύθμιση"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Παραγωγή Ενέργειας και Ρύθμιση
Eπανάληψη Παραγωγή Ενέργειας και Ρύθμιση

2 Στάδιο ενεργοποίησης Στάδιο διάσπασης (η αντίδραση 7 είναι αμφίδρομη)

3 Παραγωγική φάση της γλυκόλυσης
Ακυλοφωσφορικό : έχει υψηλό δυναμικό μεταφοράς φωσφορικών ομάδων Η GAP οξειδώνεται σε ένα καρβοξυλικό οξύ με ταυτόχρονη αναγωγή του NAD+ σε NADH

4 Μεταβολική «τύχη» του πυροσταφυλικού

5

6

7

8

9

10 Αποκαρβοξυλάση πυροσταφυλικού
Περιέχει ως προσθετική ομάδα TPP (Thiamine pyrophosphate) πυροφωσφορική θειαμίνη (Vit Β1). Eλλειψη TPP, νόσος Beri-Beri.

11 Ποια άλλα ένζυμα έχουν ΤΡΡ?

12 ΤΡΡ Αποκαρβοξυλάση πυροσταφυλικού Σύμπεγμα πυροσταφυλικής αφΗάσης.
Σύμπλεγμα α-κετογλουταρικής αφΗάσης Τρανσακετολάση (πορεία Ρ-πεντοζών)

13 Καρκινικά κύτταρα Σε όγκους πρόσληψη γλυκόζης και γλυκόλυση 10πλάσια ταχύτητα / φυσιολογικό ιστό. Καρκινικά κύτταρα (Κκ)αντιμετωπίζουν υποξία (/παροχή Ο2 λόγω έλλειψης τριχοειδών). Για το λόγο αυτό κάνουν αναερόβια γλυκόλυση για παραγωγή ΑΤΡ (πυροσταφυλικόγαλακτικό). Κκ έχουν αύξημένα επίπεδα γλυκολυτικών ενζύμων. Ο ΗΙF (Hypoxia Inducible Factor) διεγείρει 8 γλυκολυτικά ένζυμα.

14

15 Δημιουργία γλυκόζης από μη σάκχαρα
ΓΛΥΚΟ-ΝΕΟ-ΓΕΝΕΣΗ Δημιουργία γλυκόζης από μη σάκχαρα

16 Σύνθεση της γλυκόζης από μη υδατανθρακούχες ενώσεις:
Γλυκονεογένεση Σύνθεση της γλυκόζης από μη υδατανθρακούχες ενώσεις: Γαλακτικό οξύ Γλυκερόλη Αμινοξέα Σπουδαιότητα της μεταβολικής αυτής διεργασίας - Κατά την μεταβολική αυτή διεργασία το πυροσταφυλικό οξύ μετατρέπεται σε γλυκόζη

17 sjh

18

19

20

21

22 Eιδικές αντιδράσεις Φωσφατάση της 1,6 διφωσφορικής φρουκτόζης
Φωσφατάση 6Ρ-γλυκόζης Φωσφατάση 1,6 DP φρουκτόζης Καρβοξυκινάση ΡΕΡ Καρβοξυλάση πυροσταφυλικού Eιδικές αντιδράσεις Φωσφατάση της 1,6 διφωσφορικής φρουκτόζης Φωσφατάση 6-Ρ-γλυκόζης

23 Ειδικές αντιδράσεις γλυκονεογένεσης

24

25 ΡΥΘΜΙΣΗ ΓΛΥΚΟΛΥΣΗΣ ΚΑΙ ΓΛΥΚΟΝΕΟΓΕΝΕΣΗΣ
ΡΥΘΜΙΣΗ ΓΛΥΚΟΛΥΣΗΣ ΚΑΙ ΓΛΥΚΟΝΕΟΓΕΝΕΣΗΣ

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

27 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.

28 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.

29 Φωσφοφρουκτοκινάση Σύνοψη ρυθμιστών φωσφοφρουκτοκινάσης.

30

31 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 .

32 ΡΥΘΜΙΣΗ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ

33 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

34

35

36

37 Μεταβολισμός Γλυκογόνου
Σύνθεση και αποδόμηση Γλυκογόνου

38

39 Αποδόμηση γλυκογόνου Δράση 3 ενζύμων: - φωσφορυλάσης του γλυκογόνου
Δράση 3 ενζύμων: - φωσφορυλάσης του γλυκογόνου - φωσφογλυκομουτάσης - φωσφατάσης 6Ρ-γλυκόζης +2 ένζυμα διακλάδωσης μεταφοράση /γλυκοζιτάση α1,6 Δράση φωσφορυλάσης: Επίθεση από ανόργανο Ρ στο α1-4 γλυκοζιτικό δεσμό Επαναληπτική διαδικασία που σταματά στο 4ο κατάλοιπο γλυκόζης από διακλάδωση

40

41 Διάσπαση γλυκογόνου κοντά σε α1→6 σημείο διακλάδωσης
Μετατόπιση 3 καταλοίπων γλυκόζης Απελευθέρωση ελεύθερης Η δράση της φωσφορυλάσης σταματά σε απόσταση 4 καταλοίπων γλυκόζης από ένα (α1→6) σημείο διακλάδωσης στο γλυκογόνο Δράση ενζύμου αποδιακλάδωσης (ολιγο α1→6 προς α1→4 γλυκανοτρανσφεράση): διπλή ενεργότητα

42

43 Υδρόλυση της 6Ρ γλυκόζης από τη φωσφατάση της 6Ρ γλυκόζης στο ΕΔ
Ήπαρ Γλυκογόνο →γλυκόζη όταν ελαττωθούν τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα, πχ. μεταξύ γευμάτων Η 6Ρ-γλυκόζη μετατρέπεται σε γλυκόζη και Ρ από φωσφατάση «καθηλωμένη» σε εσωτερκή μεμβράνη ενδοπλασματικού δικτύου (αυλό). Ετσι το ηπατο-κύτταρο «ξεχωρίζει» αυτή τη γλυκόζη από εκείνη που θα μπει σε γλυκόλυση * Μύες, εγκέφαλος δεν έχουν φωσφατάση της 6Ρ-γλυκόζης, άρα δε συνεισφέρουν γλυκόζη στο αίμα

44

45 Ρύθμιση της γλυκογονόλυσης
Η φωσφορυλάση του γλυκογόνου ρυθμίζεται : 1) Αλλοστερικά (μορφές R ενεργός και T (ανενεργός) 2) ορμονικά ( Γλυκαγόνη, Επινεφρίνη, Ινσουλίνη) με αντιστρεπτή φωσφορυλίωση 3) αναστολή με ανατροφοδότηση.

46

47 Α. Μυική Φωσφορυλάση Ενεργός μορφή R παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων ΑΜΡ (ενεργειακό φορτίο). ΑΤP ευνοεί κατάσταση Τ. 6-Ρ-γλυκόζη ευνοεί κατάσταση Τ (αναστολή με ανατροφοδότηση)

48

49

50

51 Αυξημένο επίπεδο ΑΜΡ οδηγεί σε ενεργοποίηση της φωσφορυλάσης.
Απελευθέρωση ορμόνης (επινεφρίνη ) που οδηγεί σε φωσφορυλίωση της φωσφορυλάσης και ενεργοποίησή της. Επίσης ιόντα Ca++ την ενεργοποιούν μέσω ενεργοποίησης της κινάσης της φωσφορυλάσης. Η απουσία φωσφατάσης της 6-Ρ-γλυκόζης εξασφαλίζει την παραμονή της 6-Ργλυκόζης που παράγεται από το γλυκογόνο μέσα στο κύτταρο για παραγωγή ενέργειας.

52

53

54

55 Ρύθμιση ηπατικής φωσφορυλάσης
Η γλυκόζη προκαλεί αλλοστερική τροποποίηση στο ισοένζυμο => αλλαγή διαμόρφωσης προς μορφή Τ (ανενεργός) => επιβράδυνση αποδόμησης γλυκογόνου όταν η συγκέντρωση γλυκόζης του ήπατος είναι υψηλή.

56

57

58

59

60

61 Σύνθεση Γλυκογόνου

62 Δημιουργία UDP-γλυκόζης
1-φωσφορική γλυκόζη + UTP  UDP-γλυκόζη + PPi

63 Συνθάση γλυκογόνου

64 Ένζυμο διακλάδωσης ή τρανσφεράση
Καταλύει την μεταφορά ενός τελικού κλάσματος 6 ή 7 καταλοίπων γλυκόζης από το μη αναγωγικό άκρο μιας αλυσίδας που έχει τουλάχιστον 11 κατάλοιπα σε μια πιο εσωτερική θέση

65 Ένζυμο διακλάδωσης Η διακλάδωση α1-6 αυξάνει και την διαλυτότητα του γλυκογόνου αλλά και τον αριθμό των μη αναγωγικών άκρων του. Αυτό αυξάνει τον αριθμό των θέσεων που μπορούν να δράσουν τόσο η φωσφορυλάση όσο και η συνθάση που δρουν μόνο σε μη αναγωγικά άκρα

66 Ρύθμιση γλυκογονοσύνθεσης

67 Eλεγχος σύνθεσης γλυκογόνου στα μυοκύτταρα από τη γλυκόζη του αίματος

68

69

70

71 Παθήσεις μεταβολισμού γλυκογόνου
1.Ελλειψη φωσφατάσης 6-Ρ-γλυκόζης 2.Ελλειψη ενζύμου αποδιακλάδωσης (γλυκοζιτάση α-1,6) 3.Μειωμένη δράση φωσφορυλάσης Ολες οι παθήσεις αφορούν την αποικοδόμηση του γλυκογόνου

72