Глюконеогенез презентация

Синтез глюкозы de novo – глюконеогенез – процесс синтеза глюкозы из веществ неуг-леводной природы
Основная функция – поддержание уровня глюкозы в крови в период длительного го-лодания и интенсивных физических нагрузок
Процесс протекает в основном в печени, менее интенсивно в корковом веществе почек, а также в слизистой оболочке кишечника

Первичные субстраты глюконеогенеза
Лактат - продукт анаэробного гликолиза. Об-разуется при любых состояниях организма в эритроцитах и работающих мышцах.
Глицерол – высвобождается при гидролизе жиров в жировой ткани в период голодания или при длительной физической нагрузке.
Аминокислоты образуются в результате распада мышечных белков.

Включение субстратов в глюконеогенез
Пируват
Лактат
Оксалоа-цетат
Аминокислоты
Фосфоенол-пируват
Глюкоза
Дигидрокси-ацетон фосфат
Глицерол

глю-6-ф
глю
гексокиназа
глюкокиназа
АТФ
АДФ
фру-6-ф
фру-1,6-фф
фосфофруктокиназа
АДФ
АТФ
-О~PO3H2
2
фосфоенолпируват
2АТФ
2АДФ
пируваткиназа
пируват
2
3 реакции гликолиза термодинамически необратимы.

Первый обходной путь – образование фосфоенолпирувата из пирувата.
Пируват
Оксалоацетат
Фосфоенолпируват
CO2
пируваткар-боксилаза
АТФ
АДФ
ГТФ
ГДФ
феп-карбокси-киназа
CO2

СО2
Пируват
СН3
С = О
СООН
СООН
СН2
С = О
СООН
АДФ + Н3РО4
АТФ
пируваткарбоксилаза (биотин)
Оксалоацетат
Реакция превращения пирувата в оксалоацетат (протекает в митохондриях)

Транспорт оксалоацетата через митохондриальную мембрану
СООН
СН2
С = О
СООН
Оксалоацетат
СООН
СН2
СHOH
СООН
Малат
малатдегидрогеназа
НАДН + Н+
НАД+

Транспорт оксалоацетата через митохондриальную мембрану
Образование оксалоацетата, транспорт в цитозоль и превращение в фосфоенолпируват
Пируват
Пируват
ОА
Асп
Малат
Митохондрия
Малат
ОА
Асп
ФЕП
Глюкоза

Реакция превращения оксалоацетата в фосфоенолпируват в цитоплазме
СООН
СН2
С = О
СООН
Оксалоацетат
СН2
С О ~ PO3Н2
СООН
фосфоенолпируват-
карбоксикиназа
Фосфоенолпируват
ГТФ
ГДФ
СО2
АТФ
АДФ

Фруктозо-1,6-бисфосфат под действием фермента фруктозо-1,6-бисфосфатаза превра-щается в фруктозо-6-фосфат
Второй обходной путь – дефосфорилирование фруктозо-1,6-бисфосфата
Фру-1,6-бисфосфат
фруктозо-1,6-
бисфосфатаза
Н2О
Н3РО4
Фруктозо-6-фосфат

Глюкозо-6-фосфат под действием фермента глюкозо-6-фосфатаза превращается в глюкозу
Третий обходной путь – дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата
Глюкозо-6-фосфат
Глюкоза
Н2О
Н3РО4

Энергетический баланс глюконеогенеза из пирувата
В ходе этого процесса расходуется 6 моль АТФ на синтез 1 моль глюкозы из 2 моль пирувата
Пируват
Оксалоацетат
Фосфоенолпируват
CO2
Пируваткар-боксилаза
АТФ
АДФ
ГТФ
ГДФ
феп-карбокси-киназа
CO2
3 Фосфоглицерат
АТФ
АДФ
1,3-дифосфоглицерат

Цикл Кори (глюкозо-лактатный цикл) – обеспечивает утилизацию лактата, предотвращает развитие лактоацидоза
Печень
Глюкоза
Глюконеогенез
2 Лактат
2 Лактат
Глюкоза
Глюкоза
Гликолиз
2 Лактат
2 АТФ
Мышцы + эритроциты

Нарушение метаболизма при лактоацидозе
Лактат
Пируват
Глюкоза
1.
2.
Ацетил-КоА
СО2, Н2О
– Нарушение использования пирувата в глюконеогенезе
– Нарушение окисления пирувата

Глюкозо-аланиновый цикл
Мышца
Глюкоза
Глюкоза
Печень
Пируват
Пируват
Аланин
Аланин
Энергия
Энергия
Н2О
Н2О
СО2
СО2
ОПК
ОПК
Глюкозо-аланиновый цикл осуществляет транспорт аминного азота из мышц в печень и предотвращает лактоацидоз

Включение субстратов в глюконеогенез
Лактат
Аланин, серин, глицин, цистеин, триптофан
Пируват
Пируваткарбоксилаза АТФ
АДФ +Н3РО4
Оксалоацетат
Аспартат, аспарагин
ЦТК
Пируваткарбоксилаза
СО2
Аминокислоты
ГТФ
ГДФ
СО2
Фосфоенолпируваткарбоксикиназа
Фосфоенолпируват
Глицерол – 3 -фосфат→ ДАФ ГАФ
Глицерол
Фруктозо – 1,6 - бисфосфат
Н2О
Н3РО4
Фруктозо – 1,6 - бисфосфатаза
Фруктозо – 1,6 - фосфатаза
Глюкозо – 1,6 - фосфатаза
Н2О
Н3РО4
Глюкоза
Глюкозо – 6 - фосфатаза

Строение гликогена
ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
О
СН2ОН
СН2ОН
СН2
СН2ОН
СН2ОН
СН2ОН
α – 1,6 – гликозидными связями
α –1,4 – гликозидными связями
ОН

Реакция превращения глюкозы в УДФ – глюкозу.
ОН
О
СН2ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
О
СН2О – РО3Н2
ОН
ОН
ОН
ОН
О
СН2ОН
ОН
О – Р – О
׀
ОН
ОН
О
׀׀
Гексокиназа
Глюкокиназа
Фосфоглюкомутаза
Глюкоза
Глюкозо – 6 - фосфат
Глюкозо – 1 - фосфат
УТФ
РР1
ОН
О
СН2ОН
ОН
ОН
О – Р – ОН
׀
ОН
– Р – О – СН2
׀
ОН
О
׀׀
О
׀׀
О
ОН
ОН
N
О
׀׀
C
CH2
NH
O = C
CH2
УДФ - глюкоза
УДФ - глюкопирофосфорилаза

Гликоген
Синтез гликогена

Глюкозо-1-фосфат
УДФ-глюкоза
Глюкозо-1-фосфат-уридилтран-сфераза
Гликоген
(С6Н10О5)n+1
Гликоген
(С6Н10О5)n
Гликоген-
синтаза
Пирофосфат
УТФ
УДФ
АДФ
АТФ
Нуклеозид-дифосфат-киназа
Образование α-1,4-гликозидной ветви

Мобилизация гликогена.
Гликоген
Гликогенфосфорилаза
Олигосахаридтрансфераза
Н3РО4
Гликогенфосфорилаза
Н3РО4
Глюкоза ( )
α – 1,6 - Гликозидаза
Глюкозо – 1- фосфат
Фосфоглюкомутаза
Глюкозо – 6 - фосфат
В печени
В мышцах
Гликолиз
Фосфатаза глюкозо – 6 - фосфата
Глюкоза → в кровь
Н3РО4
Н2О

Биологическое значение обмена гликогена
- синтез и распад гликогена протекают по разным мета-болическим путям;
- печень запасает глюкозу в виде гликогена для поддержания постоянной концентрации глюкозы в крови;
- функция мышечного гликогена заключается в осво-бождении глюкозо-6-фосфата, потребляемого в самой мышце для окисления и использования энергии;
- синтез гликогена – процесс эндергонический;
- распад гликогена до глюкозо-6-фосфата не требует энергии;