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糖新生段階（反応）および調節
の 糖新生 それは、植物、動物、そしてさまざまな種類の微生物を含む、ほとんどすべての生物に起こる代謝プロセスです。それは炭水化物ではない炭素含有化合物、例えばアミノ酸、グリコーゲン、グリセロールおよび乳酸塩からのグルコースの合成または形成からなる。.
それは同化タイプのそれの炭水化物の新陳代謝の方法の1つです。主に肝臓に、そしてより少ない程度でヒトおよび動物の腎臓の皮質に存在するグルコース分子を合成または形成する.
この同化プロセスは解糖の不可逆的なポイントで異なる特定の酵素を持っている、グルコース異化経路の逆の意味に従って起こります.
糖新生は、低血糖症の場合に血液および組織中のグルコースレベルを増加させるために重要です。それはまた、絶食時や他の状況での炭水化物濃度の低下を緩和します。.
索引
- 1特徴
- 1.1それは同化プロセスです
- 1.2ブドウ糖の供給
- 2糖新生の段階（反応）
- 2.1合成経路
- 2.2ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼの作用
- 2.3酵素フルクトース-1,6-ビスホスファターゼの作用
- 2.4グルコース-6-ホスファターゼ酵素の働き
- 3糖新生前駆体
- 3.1乳酸
- 3.2ピルビン酸
- 3.3グリセリンその他
- 4糖新生の調節
- 5参考文献
特徴
それは同化プロセスです
糖新生は炭水化物代謝の同化プロセスの1つです。そのメカニズムを通して、グルコースは小分子によって形成された前駆体または基質から合成されます。.
グルコースは、グルコジェニックアミノ酸やグリセロールなどの、タンパク質の性質を持つ単純な生体分子から生成することができます。これは、脂肪組織中のトリグリセリドの脂肪分解に由来します。.
乳酸塩も基質として、そしてより少ない程度に、奇数鎖脂肪酸としても機能する。.
グルコース供給
糖新生は、生物にとって、そして特に人体にとって非常に重要です。これは特別な場合に脳が必要とするブドウ糖への高い需要を提供するのに役立つからです（1日当たり120グラム、およそ）.
体のどの部分にブドウ糖が必要ですか？神経系、腎髄質、その他の組織や細胞、特に赤血球など、グルコースを唯一または主要なエネルギー源および炭素源として使用している細胞.
肝臓や筋肉に貯蔵されているグリコーゲンのようなブドウ糖貯蔵は1日のためにかろうじて十分です。ダイエットや激しい運動を考慮せずにこれ。このため、糖新生により、他の非炭水化物前駆物質や基質から形成されたグルコースが体に供給されます。.
同様に、この経路はグルコースの恒常性に干渉する。この経路によって形成されたグルコースは、エネルギー源であることに加えて、他の同化反応の基質です。.
この一例は、生体分子の生合成の場合である。それらの中には、糖質複合体、糖脂質、糖タンパク質およびアミノアズカレーならびに他のヘテロ多糖類.
糖新生の段階（反応）
合成ルート
糖新生は、主に肝臓の細胞質ゾルまたは細胞質内で、腎皮質細胞の細胞質内ではより少ない程度で行われる。.
その合成経路は解糖反応（グルコース異化経路）の反応の大部分を構成するが、反対方向にある。.
しかしながら、熱力学的に不可逆的である解糖の３つの反応は解糖に関与するものとは異なる特定の酵素によって触媒される糖新生において起こることに注意することが重要である。.
それらは特に酵素ヘキソキナーゼまたはグルコキナーゼ、ホスホフルクトキナーゼおよびピルビン酸キナーゼにより触媒されるそれらの解糖反応である。.
特定の酵素によって触媒される糖新生の重要な段階を概説すると、ピルビン酸からホスホエノールピルビン酸への変換は一連の反応を必要とする.
最初のものは、ピルビン酸カルボキシラーゼによって触媒される、ピルビン酸からオキサロ酢酸への変換を伴うミトコンドリアマトリックスで起こる。.
次に、オキサロ酢酸が参加するためには、ミトコンドリアのリンゴ酸デヒドロゲナーゼによってリンゴ酸に変換されなければならない。この酵素はミトコンドリアによってサイトゾルに運ばれ、そこで細胞質にあるリンゴ酸デヒドロゲナーゼによって再びオキサロ酢酸に変換されます。.
酵素ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼの作用
酵素ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ（ＰＥＰＣＫ）の作用により、オキサロ酢酸はホスホエノールピルビン酸に変換される。それぞれの反応は以下に要約される。
ピルビン酸+ CO2 + H2O + ATP => オキサロ酢酸+ ADP + P私は + 2H+
オキサロ酢酸+ GTP <=> フォスフォエノールピルバート+ CO2 + GDP
これら全ての事象は解糖経路に特異的であるピルビン酸キナーゼの介在なしにピルビン酸のホスホエノールピルビン酸への変換を可能にする。.
しかしながら、ホスホエノールピルビン酸は可逆的にこれらの反応を触媒する解糖酵素の作用によりフルクトース-1,6-ビスリン酸に変換される.
酵素フルクトース-1,6-ビスホスファターゼの作用
解糖経路におけるホスホフルクトキナーゼの作用を置き換える次の反応は、フルクトース-1,6-ビスホスフェートをフルクトース-6-ホスフェートに変換するものである。酵素フルクトース-1,6-ビスホスファターゼは、糖新生経路においてこの反応を触媒し、それは加水分解的であり、そして以下に要約される。
フルクトース-1,6-ビスリン酸+ H2○ => フルクトース-6-リン酸+ P私は
この酵素はMgを必要とするので、これは糖新生の調節点の1つです。2+ あなたの活動のために。フルクトース-6-リン酸は、それをグルコース-6-リン酸に変換する酵素ホスホグルコイソメラーゼによって触媒される異性化反応を受ける。.
グルコース-6-ホスファターゼ酵素の働き
最後に、これらの反応の3番目はグルコース-6-リン酸のグルコースへの変換です。.
これは、加水分解反応を触媒し、解糖経路におけるヘキソキナーゼまたはグルコキナーゼの不可逆的作用を置換するグルコース-6-ホスファターゼの作用を通して進行する。.
グルコース-6-リン酸+ H2○ => グルコース+ P私は
この酵素グルコース-6-ホスファターゼは、肝細胞の小胞体に付着しています。それはまたMgの共同因子を必要とします2+ 触媒機能を発揮する.
その位置は他の器官の必要性を満たすためにブドウ糖のシンセサイザーとしてレバーの機能を保証する.
糖新生前駆体
体内に十分な酸素がないと、長時間の運動で筋肉や赤血球で起こることがあるので、グルコースの発酵が起こります。すなわち、グルコースは嫌気性条件下では完全には酸化されず、したがって乳酸が生成される。.
これと同じ製品が血液中に、そしてそこから肝臓に通過する可能性があります。コリサイクルに入ると乳酸塩はピルビン酸塩に変わるので、そこではそれは糖新生基質として作用する。この変換は酵素乳酸デヒドロゲナーゼの作用による.
乳酸
乳酸は人体の重要な糖新生基質であり、グリコーゲンの貯蔵量が枯渇すると、乳酸からグルコースへの変換は筋肉や肝臓へのグリコーゲンの貯蔵を補充するのに役立ちます。.
ピルビン酸
一方、いわゆるグルコースアラニンサイクルを構成する反応を通して、ピルビン酸のアミノ基転移が起こる.
これは余分な肝組織に見られ、ピルビン酸からアラニンへの変換を引き起こします。これはもう一つの重要な糖新生基質です。.
長期の空腹時または他の代謝的変化の極限状態では、タンパク質の異化作用は最後の選択肢としてグルコゲン性アミノ酸の供給源となるであろう。これらはクレブス回路の中間体を形成し、オキサロ酢酸を生成します。.
グリセリンその他
グリセロールは脂質代謝から生じる唯一の重要な糖新生基質である.
脂肪組織に保存されているトリアシルグリセリドの加水分解中に放出されます。これらは、リン酸化と脱水素の連続的な反応によってグルコースを形成する糖新生経路に従うジヒドロキシアセトンリン酸に変換される。.
一方、糖新生が少ない奇数鎖脂肪酸はほとんどありません。.
糖新生の調節
糖新生の最初のコントロールの1つは、血中のグルコースの正常レベルにつながる低炭水化物を含む食品の摂取によって行われます.
逆に、炭水化物の摂取量が少ない場合は、糖新生経路が生物のグルコース要求を満たすために重要になります。.
解糖と糖新生との間の相互制御に関与する他の要因がある：ＡＴＰレベル。それらが高い場合、解糖は阻害され、一方糖新生は活性化される.
AMPレベルでは逆のことが起こります：もし高ければ解糖は活性化されますが、糖新生は阻害されます.
糖新生における特定の酵素によって触媒される反応において、特定の制御点がある。どっち？ Mgなどの酵素基質および補因子の濃度2+, そしてホスホフルクトキナーゼのような活性化剤の存在.
ホスホフルクトキナーゼはAMPおよび膵臓ホルモンのインシュリン、グルカゴンそしてさらにはいくつかのグルココルチコイドの影響によっても活性化される.
参考文献
- マシューズ、Holde、Ahern。 （2002）。生化学（第3版）。マドリード：PEARSON
- ウィキブックス（２０１８）。生化学/糖新生および糖鎖形成の原理。撮影元：en.wikibooks.org
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- 糖新生[PDF]撮影者：imed.stanford.edu
- 講義3 - 解糖と糖新生[PDF]撮影者：chem.uwec.edu
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