GlucideleGlucidele sunt compuşi polihidroxicarbonilici şi derivaţii lor.sunt compuşi polihidroxicarbonilici şi derivaţii lor.

Rolul:Rolul:1.1. Energetic- furnizează 50-70% din energia totală care se Energetic- furnizează 50-70% din energia totală care se

produce în organismproduce în organism2.2. Structural – sunt elemente constitutive ale membranelor Structural – sunt elemente constitutive ale membranelor

biologicebiologice3.3. Intră în componenmţa AN şi a Co (NAD, FAD, HSCoA)Intră în componenmţa AN şi a Co (NAD, FAD, HSCoA)4.4. De sprijin- formează substanţa fundamentală a ţesutului De sprijin- formează substanţa fundamentală a ţesutului

conjuconjunnctiv (condroitinsulfaţii)ctiv (condroitinsulfaţii)5.5. AnticoagulantAnticoagulant - heparina- heparina6.6. Funcţie hidroosmotică şi ionoreglatoare (datorită Funcţie hidroosmotică şi ionoreglatoare (datorită

hidrofilităţii înalte şi sarcinii negative heteropolizaharidele hidrofilităţii înalte şi sarcinii negative heteropolizaharidele acide reţin apa şi cationiiacide reţin apa şi cationii))

7.7. Funcţie protectoare, mecanică (heteropolizaharide)Funcţie protectoare, mecanică (heteropolizaharide)

Clasificare: Clasificare: După comportarea la hidroliză se clasifică în:După comportarea la hidroliză se clasifică în:

––oze oze -- monozaharide monozaharide - ozide - oligozaharide şi polizaharide- ozide - oligozaharide şi polizaharide

Monozaharidele:Monozaharidele:a. după grupele funcţionale: a. după grupele funcţionale: aldoze şi cetozealdoze şi cetozeb. după numărul atomilor de carbon se impart în:b. după numărul atomilor de carbon se impart în: trioze (3C), tetroze (4 C), pentoze (5 C), hexoze (6 C) trioze (3C), tetroze (4 C), pentoze (5 C), hexoze (6 C)

OligozaharideleOligozaharidelede la 2 pînă la 10 resturi de monozaharidede la 2 pînă la 10 resturi de monozaharide:: di-di- , , tri-tri-

tetrazaharidetetrazaharidePolizaharidelePolizaharidele

mai mult de 10 resturi de monozaharidemai mult de 10 resturi de monozaharide: : - homohomopolizaharidepolizaharide - formate din monomeri identici - formate din monomeri identici- heteropolizaharideheteropolizaharide- diferiţi monomeri monozaharidici - diferiţi monomeri monozaharidici

(a. hialuronic, heparansulfaţii, keratansulfaţii)(a. hialuronic, heparansulfaţii, keratansulfaţii)

MONOMONOZAHARIDELEZAHARIDELE Proprietăţi:Proprietăţi:1.1. Substanţe incolore, solideSubstanţe incolore, solide2.2. Uşor solubile în apă, greu solubile în Uşor solubile în apă, greu solubile în

alcool, insolubile în eter şi cloroformalcool, insolubile în eter şi cloroform3.3. Cristalizează sub formă de cristale Cristalizează sub formă de cristale

albealbe4.4. Gust dulceGust dulce5.5. Sunt substanţe optic active, datorită Sunt substanţe optic active, datorită

existenţei în molecula sa a atomilor existenţei în molecula sa a atomilor de carbon asimetricide carbon asimetrici

Toate monozaharidele (ex. –Toate monozaharidele (ex. –dihidroxiacetona) conţin în moleculă dihidroxiacetona) conţin în moleculă atomi de carbon asimetrici – pot atomi de carbon asimetrici – pot prezenta mai mulţi prezenta mai mulţi stereoizomeri.stereoizomeri.

n n N=2 N=2 N-nr. izomerilor; n- nr. atomilor N-nr. izomerilor; n- nr. atomilor

de Cde C

Compuşii care au aceeaşi structură, dar diferă prin configuraţia Compuşii care au aceeaşi structură, dar diferă prin configuraţia spaţială – stereoizomerispaţială – stereoizomeri

Stereoizomerii optici care au aceeaşi formulă (şi prezintă aceleaşi Stereoizomerii optici care au aceeaşi formulă (şi prezintă aceleaşi proprietăţi fizico-chimice), dar se deosebesc numai prin sensul în proprietăţi fizico-chimice), dar se deosebesc numai prin sensul în care rotesc planul luminii polarizate – enantiomeri (se găsesc unul care rotesc planul luminii polarizate – enantiomeri (se găsesc unul faţă de celălalt – ca obiectul faţă de imaginea sa în oglindă). faţă de celălalt – ca obiectul faţă de imaginea sa în oglindă). Convenţional sunt notaţi: D şi LConvenţional sunt notaţi: D şi L

Aldotetrozele conţin 2C acimetrici (CAldotetrozele conţin 2C acimetrici (C*)*)- se prezintă sub forma a - se prezintă sub forma a patru stereoizomeri optici activi care formează 2 perechi de patru stereoizomeri optici activi care formează 2 perechi de enantiomerienantiomeri

Aldopentozele - 3 CAldopentozele - 3 C** - 8stereoizomeri, 4 perechi de enantiomeri; - 8stereoizomeri, 4 perechi de enantiomeri; aldohexozele - 4 Caldohexozele - 4 C** - 16 stereoizomeri- 8 perechi de enantiomeri - 16 stereoizomeri- 8 perechi de enantiomeri

C

D-Glyceraldehyde[(R) - (+) - Glyceraldehyde]

L-Glyceraldehyde[(S) - ( - ) - Glyceraldehyde]

C H

O

C OH

CH2OH

H

C H

O

CH2OH

C HHO

D-glucose L-glucose

C H

O

C OHH

C HHO

CH2OH

C OHH

C OHH

C H

O

CH2OH

C OHH

C HHO

C HHO

C HHO

Stereoizomerii care diferă prin configuraţia tuturor atomilor de Stereoizomerii care diferă prin configuraţia tuturor atomilor de CC** - - enantiomerienantiomeri

Stereoizomerii care diferă prin configuraţia a 1, maximum Stereoizomerii care diferă prin configuraţia a 1, maximum n-1 Cn-1 C** (din totalul de nr de C (din totalul de nr de C**) - ) - diastereoizomeridiastereoizomeri

Diastereoizomerii care diferă prin configuraţia unui singur Diastereoizomerii care diferă prin configuraţia unui singur CC** – – epimerepimer. Schimbarea configuraţiei unui C. Schimbarea configuraţiei unui C** - - epimerizareepimerizare

Enantiomerii se deosebesc între ei prinEnantiomerii se deosebesc între ei prin sensul de rotaţie sensul de rotaţie a planului luminii polarizate, a planului luminii polarizate, unghiul de rotaţie fiind unghiul de rotaţie fiind acelaşiacelaşi

Diastereoizomerii se deosebesc între ei Diastereoizomerii se deosebesc între ei prin proprietăţile prin proprietăţile fizico-chimice, precum şi prin valoarea unghiului sau fizico-chimice, precum şi prin valoarea unghiului sau sensul de rotaţie a planului luminii polarizatesensul de rotaţie a planului luminii polarizate

Compuşii optici se împart în 2 serii: D şi LCompuşii optici se împart în 2 serii: D şi L Monozaharidele care au configuraţia atomului de CMonozaharidele care au configuraţia atomului de C** cel mai cel mai

depărtat de gr. carbonil identică cu cea a Cdepărtat de gr. carbonil identică cu cea a C** din D GA- din D GA- seria D; iar cele avînd configuraţia aceluiaşi atom de C seria D; iar cele avînd configuraţia aceluiaşi atom de C identică cu cea a C din L GA – aparţin seriei Lidentică cu cea a C din L GA – aparţin seriei L

Un compus al seriei D poate fi levogir (-) sau dextrogir (+)Un compus al seriei D poate fi levogir (-) sau dextrogir (+) Majoritatea ozelor naturale aparţin seriei DMajoritatea ozelor naturale aparţin seriei D

Structurile ciclice ale monozaharidelorStructurile ciclice ale monozaharidelor Monozaharidele scheletul cărora e compus din 5 şi mai mulţi atomi de C, Monozaharidele scheletul cărora e compus din 5 şi mai mulţi atomi de C,

în soluţie capătă forma de structuri ciclice închise, în care unele grupe în soluţie capătă forma de structuri ciclice închise, în care unele grupe hidroxil interacţionează cu grupa carbonil în limita unei şi aceeiaşi hidroxil interacţionează cu grupa carbonil în limita unei şi aceeiaşi molecule.molecule.

Gruparea hidroxil apărută la fostul carbon carbonilic – hidroxil semiacetal Gruparea hidroxil apărută la fostul carbon carbonilic – hidroxil semiacetal sau glicozidic.sau glicozidic.

Monozaharidele, care conţin cicluri de 5atomi de C – furanozice; iar Monozaharidele, care conţin cicluri de 5atomi de C – furanozice; iar acelea cu 6 atomi de C – piranozice. acelea cu 6 atomi de C – piranozice.

Ca urmare a reacţiilor de ciclizare fostul C carbonilic devine Ca urmare a reacţiilor de ciclizare fostul C carbonilic devine CC**, adoptînd 2 configuraţii sterice diferite: , adoptînd 2 configuraţii sterice diferite: αα şi şi ββ anomer. anomer.

Stereoizomerul care are aceeşi configuraţie la C-1 ca şi Stereoizomerul care are aceeşi configuraţie la C-1 ca şi ultimul Cultimul C** - - αα anomer; de configuraţie contrară al acestor 2 anomer; de configuraţie contrară al acestor 2 atomi – atomi – ββanomer. anomer.

Proprietăţile chimice ale monozaharidelorProprietăţile chimice ale monozaharidelor Reducerea monozaharidelor- polialcooli (Gl- sorbitol; fructoză- Reducerea monozaharidelor- polialcooli (Gl- sorbitol; fructoză-

manitol sau sorbitolmanitol sau sorbitol Oxidarea ozelor: gr caronil – acizi aldonici, la gr alcool primar- acizi Oxidarea ozelor: gr caronil – acizi aldonici, la gr alcool primar- acizi

uroniciuronici Esterificarea ozelor cu acid fosforic – Gl 6 P; Fr 6 P.Esterificarea ozelor cu acid fosforic – Gl 6 P; Fr 6 P. Formarea glicozidelor (gr OH formează oxigen-eteri cu alţi compuşi Formarea glicozidelor (gr OH formează oxigen-eteri cu alţi compuşi

care conţin gr OH (de ex alcooli)care conţin gr OH (de ex alcooli)

DizaharideleDizaharidele Maltoza – 2 mol. de Maltoza – 2 mol. de αα glucopiranoze - leg. glucopiranoze - leg.

1,4 glicozidică1,4 glicozidică Zaharoza – Zaharoza – αα glucopiranoză+ glucopiranoză+ββ

fructofuranoză – leg. fructofuranoză – leg. α α 11- - ββ22 glicozidică glicozidică Lactoza – Lactoza – ββgalactopiranoză + galactopiranoză + αα

glucopiranoză glucopiranoză

POLIPOLIZZAHARIDELEAHARIDELE Homopolizaharidele: amidonul, glicogenul, celuloza -conţin unităţi Homopolizaharidele: amidonul, glicogenul, celuloza -conţin unităţi

monozaharidice repetetivemonozaharidice repetetive AmidonulAmidonul- de origine vegetală,reprezintă rezerva glucidică - de origine vegetală,reprezintă rezerva glucidică

principală. E constituit din 2 componente:principală. E constituit din 2 componente:

- amiloza (20%) – resturi de Gl, legate prin leg 1,4 glicozidice- amiloza (20%) – resturi de Gl, legate prin leg 1,4 glicozidice

- amilopectina (80%) – resturile de Gl se leagă prin leg. 1,6 glicozidice - amilopectina (80%) – resturile de Gl se leagă prin leg. 1,6 glicozidice

- Amiloza:Amiloza:

1.1. Masa molec a amilozei este de la mii la jumătate de Masa molec a amilozei este de la mii la jumătate de mlnmln.. 2.2. Formează micelii hidratate care dau cu iodul o coloraţie Formează micelii hidratate care dau cu iodul o coloraţie

albastrăalbastră

3.3. Configuraţia spaţială- Configuraţia spaţială- αα helix, pasul cuprinde 4-5 resturi de helix, pasul cuprinde 4-5 resturi de glicozilglicozil

- Amilopectina:Amilopectina:

1.1. Mm –este de ordinul zecilor şi sutelor de mlnMm –este de ordinul zecilor şi sutelor de mln

2.2. Formează sol. coloidale care dau cu iodul o coloraţie roşieFormează sol. coloidale care dau cu iodul o coloraţie roşie

3.3. Prezintă ramificări. Punctele de ramificări apar după 16 Prezintă ramificări. Punctele de ramificări apar după 16 radicali de Gl în lanţul exterior şi după 10 radicali de Gl – în radicali de Gl în lanţul exterior şi după 10 radicali de Gl – în cel interiorcel interior

GlicogenulGlicogenul de origine animalăde origine animală reprezintă forma de depozitare a Gl în organismul umanreprezintă forma de depozitare a Gl în organismul uman localizat în ţesutul muscular şi ficatlocalizat în ţesutul muscular şi ficat după structură se aseamănă cu amilopectina, dar are un grad de după structură se aseamănă cu amilopectina, dar are un grad de

ramificare mai mare – ramificaţiile exterioare –apar după 6-7 ramificare mai mare – ramificaţiile exterioare –apar după 6-7 resturi de Gl; iar cele interioare – după 3-5 unităţi de Glresturi de Gl; iar cele interioare – după 3-5 unităţi de Gl

În apă formează sol. coloidale, care cu iodul dau o coloraţie brun În apă formează sol. coloidale, care cu iodul dau o coloraţie brun roşcatăroşcată

Mm – este de ordinul mlnMm – este de ordinul mln

H O

OH

H

OHH

OH

CH 2OH

HO H

H

OHH

OH

CH 2OH

H

O

HH H O

OH

OHH

OH

CH 2

HH H O

H

OHH

OH

CH 2OH

H

OH

HH O

OH

OHH

OH

CH 2OH

H

O

H

O

1 4

6

H O

H

OHH

OH

CH 2OH

HH H O

H

OHH

OH

CH 2OH

HH

O1

OH

3

4

5

2

glycogen

CelulozaCeluloza polizaharid structural în lumea polizaharid structural în lumea

vegetală.vegetală. este alcătuit din resturi de este alcătuit din resturi de glucoză, glucoză,

unite prin legături unite prin legături -1,4-glicozidice-1,4-glicozidice

Digestia glucidelorDigestia glucidelor Începe în cavitatea bucală sub acţiunea Începe în cavitatea bucală sub acţiunea αα

amilazei salivare, care scindează leg. amilazei salivare, care scindează leg. αα 1,4 1,4 glicozidice din amidon (până laglicozidice din amidon (până la dextrine)dextrine)

Continuă în duoden sub acţiunea amilazei Continuă în duoden sub acţiunea amilazei pancreatice – (leg. 1,4 glicozidice), care pancreatice – (leg. 1,4 glicozidice), care scindează dextrinele până la maltoză . scindează dextrinele până la maltoză .

Leg Leg αα 1,6 glicozidice sunt scindate sub acţiunea 1,6 glicozidice sunt scindate sub acţiunea amilo-; oligo 1,6 glicozidazeamilo-; oligo 1,6 glicozidaze

Dizahaharidele se scindează sub acţiunea Dizahaharidele se scindează sub acţiunea maltazei; lactazei, zaharazei (se sintetizează în maltazei; lactazei, zaharazei (se sintetizează în enterocite)enterocite)

Celuloza nCeluloza nuu se scindează în TGI al omului se scindează în TGI al omului deoarece lipsesc enzimele deoarece lipsesc enzimele ββ 1,4 glicozidazele 1,4 glicozidazele

în TGI polizaharidele sunt scindate până la în TGI polizaharidele sunt scindate până la monozaharidemonozaharide

AbsorbţiaAbsorbţia Monozaharidele se absorb la nivelul intestinului subţireMonozaharidele se absorb la nivelul intestinului subţire Implică 2 mecanisme:Implică 2 mecanisme: Transport activ (necesită ATP şi Na)Transport activ (necesită ATP şi Na) Difuzie facilitatăDifuzie facilitată1.1. transportorul leagă la locuri separate atât Gl cât şi Na (legarea transportorul leagă la locuri separate atât Gl cât şi Na (legarea

Na creşte afinitatea pentru Gl)Na creşte afinitatea pentru Gl)2.2. pătruns în epiteliul intestinal, acesta este eliberat şi odată cu el pătruns în epiteliul intestinal, acesta este eliberat şi odată cu el

Gl. Gl- iese din celulă prin difuzie facilitată, iar Na este expulzat Gl. Gl- iese din celulă prin difuzie facilitată, iar Na este expulzat contra gradientului de concentraţie prin intervenţia ATP-azei, Na, contra gradientului de concentraţie prin intervenţia ATP-azei, Na, K dependentăK dependentă

Căile de metabolizare a GlCăile de metabolizare a Gl Reprezintă combustibil exelent pentru Reprezintă combustibil exelent pentru

ţesuturi (Gl- piruvat- Acetil CoA-COţesuturi (Gl- piruvat- Acetil CoA-CO2 2 şi şi HH22O)O)

Din Gl se sintetizează glicogenul, alte Din Gl se sintetizează glicogenul, alte monozaharidemonozaharide

Furnizează compuşi importanţi ca:Furnizează compuşi importanţi ca:1.1. Pentoze (utilizate în sinteza Pentoze (utilizate în sinteza

nucleotidelor şi AN)nucleotidelor şi AN)2.2. Acizi uronici –sinteza de proteoglicaniAcizi uronici –sinteza de proteoglicani3.3. Glicerol şi Acetil Co A – neolipogenezăGlicerol şi Acetil Co A – neolipogeneză4.4. NADPH- necesar biosintezei reductiveNADPH- necesar biosintezei reductive

Metabolismul glicogenuluiMetabolismul glicogenului Glicogenul – forma de depozitare a exesului de Glicogenul – forma de depozitare a exesului de

glucide, la care se face apel în faza catabolică a glucide, la care se face apel în faza catabolică a metabolismului. Depozitele de glicogen se găsesc metabolismului. Depozitele de glicogen se găsesc în muşchi (1% din greutate) şi în ficat (6%) din în muşchi (1% din greutate) şi în ficat (6%) din greutate. Ficatul utilizează glicogenul în scopul greutate. Ficatul utilizează glicogenul în scopul menţinerii glicemiei; iar muşchiul îşi satisface menţinerii glicemiei; iar muşchiul îşi satisface necesităţile proprii de Gl.necesităţile proprii de Gl.

În perioadele interprandiale glicogenul depozitat În perioadele interprandiale glicogenul depozitat în muşchi şi ficat este utilizat pentru obţinerea în muşchi şi ficat este utilizat pentru obţinerea glucozei.glucozei.

12-20 ore de inaniţie- reduc considerabil 12-20 ore de inaniţie- reduc considerabil conţinutul glicogenului în ficat; iar activitatea conţinutul glicogenului în ficat; iar activitatea musculară intensă – îl reduc în muşchimusculară intensă – îl reduc în muşchi

Sinteza de glicogen – glicogenogenezaSinteza de glicogen – glicogenogeneza Degradarea (scindarea) glicogenului – Degradarea (scindarea) glicogenului –

glicogenolizăglicogenoliză

Sinteza glicogenuluiSinteza glicogenului

Activarea Gl 1 fosfatActivarea Gl 1 fosfat E- Glucozo1fosfat uridiltransferazaE- Glucozo1fosfat uridiltransferazaglucozo-1-fosfat + UTP UDP-glucoză + PPi PPi + H2O 2 Pi

Transferul Gl pe capătul nereducător al Transferul Gl pe capătul nereducător al glicogenuluiglicogenului

E- glicogensintazaE- glicogensintazaglgliicogencogen((nn)) + UDP-gluco + UDP-glucozaza

gglliicogencogen(n +1 )(n +1 ) + UDP + UDP

Formarea leg 1,6 glicozidiceFormarea leg 1,6 glicozidice Glicogen-sintaza realizează legăturile 1,4-glicozidice. Glicogen-sintaza realizează legăturile 1,4-glicozidice. Formarea legăturilor 1,6-glicozidice se face cu participarea Formarea legăturilor 1,6-glicozidice se face cu participarea

enzimei de ramifiereenzimei de ramifiere – – amilo 1,4-1,6 transglicozidazaamilo 1,4-1,6 transglicozidaza şi implică transferul de resturi glicozil (cel puţin 6)şi implică transferul de resturi glicozil (cel puţin 6) l la C6 al a C6 al unui rest de glucozăunui rest de glucoză..

Reglarea glicogenezeiReglarea glicogenezei Reglarea glicogenosintezei se efectuiază la nivelul enzimei Reglarea glicogenosintezei se efectuiază la nivelul enzimei

glicogensintaza. glicogensintaza. Această Această EE se prezintă sub două forme inreconversibile prin se prezintă sub două forme inreconversibile prin

fosforilare-defosforlare. Forma fosforilată este inactivă în fosforilare-defosforlare. Forma fosforilată este inactivă în timp ce cea defosforilată este activată:timp ce cea defosforilată este activată:

kinaza (+ATP)kinaza (+ATP) Glicogensintaza defosfo Glicogensintaza fosfoGlicogensintaza defosfo Glicogensintaza fosfo (activă) (neactivă)(activă) (neactivă) fosfotaza (+H2O)fosfotaza (+H2O)

Insulina activează enzima glicogen-sintaza, astfel are loc Insulina activează enzima glicogen-sintaza, astfel are loc activarea sintezei glicogenului; glucagonul, adrenalina aactivarea sintezei glicogenului; glucagonul, adrenalina auu efect invers asupra acestei enzime. efect invers asupra acestei enzime.

Degradarea glicogenului (glicogenoliza)Degradarea glicogenului (glicogenoliza)

glgliicogencogen(n ) (n ) + P+ Pii glgliicogen cogen (n–1 )(n–1 ) + + glucoglucozozo-1--1-fosffosfatat

Enzima- glicogenfosforilaza (acţionează Enzima- glicogenfosforilaza (acţionează asupra leg. 1,4 glicozidice). asupra leg. 1,4 glicozidice).

glucose-1-phosphate

H O

OH

H

OHH

OH

CH 2OH

H

OPO32

H

Asupra leg. 1,6 glicozidice acţionează E de deramificare Asupra leg. 1,6 glicozidice acţionează E de deramificare (amilo1,4-1,6 glucantransferazică)- transferă 3 (amilo1,4-1,6 glucantransferazică)- transferă 3 unităţi zaharidice de pe un lanţ pe altulunităţi zaharidice de pe un lanţ pe altul

Glucozo-6-fosfat – fructozo -6-fosfat---- Glucozo-6-fosfat – fructozo -6-fosfat---- glicoliză- piruvat-DOP-C Krebs (ţ. muscular- glicoliză- piruvat-DOP-C Krebs (ţ. muscular- sursă de energie pentru el)sursă de energie pentru el)

glucoglucozozo-6--6-fosfatfosfat + H + H22OO glucoglucozaza + P + Pii – ficat – ficat

Glicogen Glucoza

Hexokina sau Glucokinaza

Glucose-6-Pase Glucozo-1-P Glucozo-6-P Glucoza + Pi Glicoliza

PIRUVAT METABOLISMUL Gl in ficat

Reglarea glicogenolizeiReglarea glicogenolizeiAdrenalina , glucagonul

adenilatciclaza

ATP AMPc+PP

Proteinkinaza

Fosforilazkinaza

n - PKa

Fosforilazkinaza n ---fosforilazkinaza a

Fosforilaza n(defosfo)

Fosforilaza a(fosforilată)

Degradarea glicogenului

GLICOLIZAGLICOLIZA

GLUCONEOGENEZAGLUCONEOGENEZA

GlicoliGlicolizaza Scindarea Gl în condiţii aerobe până Scindarea Gl în condiţii aerobe până

la COla CO22 şi H şi H22O (38 sau 36 mol de ATP); O (38 sau 36 mol de ATP); în condiţii anaerobe până la 2 mol de în condiţii anaerobe până la 2 mol de acid lactic (2 mol de ATP)acid lactic (2 mol de ATP)

Localizarea: citoplasmăLocalizarea: citoplasmă

1. Fosforilarea Gl1. Fosforilarea Gl

2. 2. Izomerizarea Gl 6 P în Fr 6 PIzomerizarea Gl 6 P în Fr 6 P

3. 3. Fosforilarea Fr 6 PFosforilarea Fr 6 P

4. Scindarea Fr 1,6 di fosfatului în 2 4. Scindarea Fr 1,6 di fosfatului în 2 trioze fosfattrioze fosfat

5. 5. Izomerizarea triozofosfaţilorIzomerizarea triozofosfaţilor

6. DH şi fosforilarea 6. DH şi fosforilarea gliceraldehidfosfatuluigliceraldehidfosfatului

7. Fosforilare la nivel de substrat7. Fosforilare la nivel de substrat

8. 8. Transformarea 3 fosfogliceratului în Transformarea 3 fosfogliceratului în 2 fosfoglicerat2 fosfoglicerat

9. Dehidratarea 2 fosfogliceratului9. Dehidratarea 2 fosfogliceratului

10. a 2 fosforilare la nivel de 10. a 2 fosforilare la nivel de substratsubstrat

În condiţii anaerobe: În condiţii anaerobe: 11. Reducerea piruvatului11. Reducerea piruvatului

Bilanţul energetic al glicolizei aerobeBilanţul energetic al glicolizei aerobe

GLUKONEOGENEZAGLUKONEOGENEZA

GLUKONEOGENEZAGLUKONEOGENEZA

SinSinteza Gl din produşi neglucidici:teza Gl din produşi neglucidici: Din piruvatDin piruvat LactatLactat AAAA GlicerolGlicerol OAOA Sunt reacţiile inverse ale glicolizei cu Sunt reacţiile inverse ale glicolizei cu

excepţia a 3 reacţii ireversibile: a10, a 3 şi excepţia a 3 reacţii ireversibile: a10, a 3 şi 1.1.

Deaceea există 3 căi de ocolireDeaceea există 3 căi de ocolire

I cale de ocolireI cale de ocolire::Transformarea piruvatului în PEPTransformarea piruvatului în PEP

PiruvatPiruvatccarboarboxxilazailaza Piruvat + HCOPiruvat + HCO33

-- + ATP + ATP oxaloacetat + ADP + P oxaloacetat + ADP + Pii

PEP cPEP carboarboxxiikikinazanaza : :ooxxaloacetataloacetat + GTP + GTP PEP + GDP + CO PEP + GDP + CO22

SumarSumar: Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP : Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP + Pi + 2H++ Pi + 2H+

II cale de ocolire:II cale de ocolire:transformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfattransformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfat

fructozafructoza-1,6--1,6-didissfosfatazafosfataza:: fructozafructoza-1,6--1,6-ddiP + HiP + H22O O fructoza fructoza -6-P -6-P

+ P+ Pii

III cale de ocolire:III cale de ocolire:transformarea Gl 6 fosfat în GLtransformarea Gl 6 fosfat în GL

glucozaglucoza-6--6-fosfatazafosfataza:: glucozaglucoza-6--6-fosfatfosfat+ H+ H22O O glucozaglucoza + P + Pii

Reacţia sumarăReacţia sumară

Glicoliză:Glicoliză: Glucoza +2NAD+ +2ADP +2Pi Glucoza +2NAD+ +2ADP +2Pi 2 piruvat +2NADH +2ATP2 piruvat +2NADH +2ATP

Gluconeogeneză:Gluconeogeneză:

2Piruvat+2NADH +4ATP+2GTP 2Piruvat+2NADH +4ATP+2GTP Glucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP Glucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP

+6Pi+6Pi

Reglarea glicolizei şi Reglarea glicolizei şi gluconeogenezeigluconeogenezei

GlicoliGlicoliza:za:

1.1. Hexokinaza/ glucokinaza (1)Hexokinaza/ glucokinaza (1)

2.2. Fosfofructokinaza (3)Fosfofructokinaza (3)

3.3. Piruvatkinaza (10)Piruvatkinaza (10) Gluconeogeneza:Gluconeogeneza:

1.1. Piruvatcarboxilaza şi PEPcarboxikinazaPiruvatcarboxilaza şi PEPcarboxikinaza

2.2. Fructozo -1,6- difosfatazaFructozo -1,6- difosfataza

3.3. Gl 6 fosfatazaGl 6 fosfataza

Reglarea glicolizei şi Reglarea glicolizei şi gluconeogenezeigluconeogenezei

Reglarea glicolizei şi Reglarea glicolizei şi gluconeogenezeigluconeogenezei

Gluconeogeneza din lactatGluconeogeneza din lactat Lactat +NADH+H Piruvat +NADLactat +NADH+H Piruvat +NAD

E - LDHE - LDH

Gluconeogeneza din AAGluconeogeneza din AA

Gluconeogeneza din glicerolGluconeogeneza din glicerol

Večina ogljikovih

hidratov se absorbira skozi intestinalni trakt

v obliki glukoze.glukoze.

Surovine za človeški organizem: polimeri:

ŠKROBin GLIKOGEN

Amilaza (pH 6,8) v slini- dekstrani, mešanica-amilaza (pankreas) – disaharidi, trisaharidi

Maltaza, sukraza, laktaza, trehalaza (tanko črevo) - glukoza

Glukoza in Na+ ioni vstopajo skozi membrano skupaj

Na+ ioni se vračajo skozi membrano skupaj z K+ ioni

Glukoza se skozi transporterje (GLUT 5)

ne notranji strani endotelijskih celic

prenese v kri

GLUKOZNI TRANSPORTERJI (GLUT 1-5) – enojni GLUKOZNI TRANSPORTERJI (GLUT 1-5) – enojni polipeptidi z karakterističnimi transmembranskimi deli polipeptidi z karakterističnimi transmembranskimi deli

(1-12)(1-12)

GLUT 1GLUT 1:: v vseh sesalskih celicah – konstanten transport glukoze (Km = 1mM) v vseh sesalskih celicah – konstanten transport glukoze (Km = 1mM) GLUT 2GLUT 2: hepatocite in pankreatične beta celice (Km = 15 - 20mM): hepatocite in pankreatične beta celice (Km = 15 - 20mM) GLUT 3:GLUT 3: v vseh sesalskih celicah – konstanten transport glukoze (Km = 1mM)v vseh sesalskih celicah – konstanten transport glukoze (Km = 1mM) GLUT 4:GLUT 4: znotraj celic v mišicah in adipozi (k membrani pod vplivom insulina(Km znotraj celic v mišicah in adipozi (k membrani pod vplivom insulina(Km

= 5mM))= 5mM)) GLUT5GLUT5:: endotelijske intestinalne celice (prenos glukoze v kri) endotelijske intestinalne celice (prenos glukoze v kri)

GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V CELICAH - eritrocitiCELICAH - eritrociti

TRANSPORT GLUKOZE V CELICO

FOSFORILACIJA GLUKOZE Z HEKSOKINAZO

GLIKOLIZA

TRANSPORT LAKTATA IZ

CELICE

POT PENTOZA FOSFTATA

GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V CELICAH - možganiCELICAH - možgani

TRANSPORT GLUKOZE V CELICO

FOSFORILACIJA GLUKOZE Z HEKSOKINAZO

GLIKOLIZA

TCA CIKEL

POT PENTOZA FOSFTATA

GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V CELICAH-mišično tkivo in srceCELICAH-mišično tkivo in srce

TRANSPORT GLUKOZE V CELICO

FOSFORILACIJA GLUKOZE Z HEKSOKINAZO

GLIKOLIZA

TCA CIKEL

POT PENTOZA FOSFTATA

GLIKOGENEZA

GLIKOGENOLIZA

TRANSPORT MLEČNE KISLINE IZ

CELICE

GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V CELICAH-adipozno tkivoCELICAH-adipozno tkivo

TRANSPORT GLUKOZE V CELICO

FOSFORILACIJA GLUKOZE Z

HEKSOKINAZO

GLIKOLIZA

LIPOGENEZA

POT PENTOZA FOSFTATA

GLIKOGENEZA

GLIKOGENOLIZA

GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V GLAVNE POTI METABOLIZMA GLUKOZE V CELICAH - jetraCELICAH - jetra

TRANSPORT GLUKOZE V CELICO

FOSFORILACIJA GLUKOZE Z HEKSOKINAZO

GLIKOLIZA

LIPOGENEZA

POT PENTOZA FOSFTATA

GLIKOGENEZA

GLIKOGENOLIZA

TRANSPORT MLEČNE KISLINE IZ

CELICE

TCA CIKEL

HIDROLIZA GLUKOZA-6-FOSFATA IN

TRANSPORT GLUKOZE IZ CELICE

SINTEZA GLUKURONIDOV

(detoksifikacija drog in bilirubina s

konjugacijo – pot glukuronske kisline

Ko zmanjka kisika (npr.preveč dela v mišicah) = končni produkt LAKTAT

V večini tkiv = končni produkt PIRUVAT

OKSIDACIJA GLUKOZE - GLIKOLIZAGLIKOLIZA

GLIKOLIZA – Embden-GLIKOLIZA – Embden-Meyerhof ciklusMeyerhof ciklus

modro – substrati

Zeleno – encimi

Rdeče- visoko energijski intermediati – za sintezo ATP

GLIKOLIZA – Embden-Meyerhof ciklusGLIKOLIZA – Embden-Meyerhof ciklus

1. 1. Heksokinaza (ali glukokinaza)Heksokinaza (ali glukokinaza) katalizirakatalizira: : glukoza glukoza + ATP+ ATP glukozaglukoza-6-P + ADP-6-P + ADP

Reakcija poteka z nukleofilnim napadom naReakcija poteka z nukleofilnim napadom na C6 C6 hidroksilni hidroksilni O O glukoze inglukoze in nana P P terminalnega fosfataterminalnega fosfata ATP. ATP.

ATP ATP se veže na encim kot kompleks zse veže na encim kot kompleks z MgMg++++. . MgMg++++ reagira z reagira z negativno nabitimi kisikovimi atomi fosfata – kompenzacija negativno nabitimi kisikovimi atomi fosfata – kompenzacija nabojev in promocija favorizirane konformacije ATP na nabojev in promocija favorizirane konformacije ATP na aktivnem mestu heksokinaze.aktivnem mestu heksokinaze. G = visoko negativna-G = visoko negativna-spontana reakcija. spontana reakcija.

Glukokinaza / heksokinaza = različne oblike encima, ki katalizirata Glukokinaza / heksokinaza = različne oblike encima, ki katalizirata enako reakcijo:enako reakcijo:

Vezava glukoze na heksokinazo promovira velike konformacijske Vezava glukoze na heksokinazo promovira velike konformacijske spremembe encima s stabilizacijo alternativne spremembe encima s stabilizacijo alternativne konformacijekonformacije v v kateri: kateri:

jeje C6 C6 hidroksilna skupina vezane glukoze blizu terminalnega hidroksilna skupina vezane glukoze blizu terminalnega fosfata ATP – promocija katalize. fosfata ATP – promocija katalize.

Voda se izloči Voda se izloči iziz aktivnega mesta encimaaktivnega mesta encima. . Na ta način je Na ta način je inhibirana hidroliza ATP. inhibirana hidroliza ATP.

Strukturna fleksibilnostStrukturna fleksibilnost dovoljuje dostop do aktivnega mesta dovoljuje dostop do aktivnega mesta in ohranja precizno pozicijo aktivnega mesta encima – po in ohranja precizno pozicijo aktivnega mesta encima – po vezavi substrat-encim – značilna konformacija kompleksa. vezavi substrat-encim – značilna konformacija kompleksa.

glucose

Hexokinase

22. . Fosfoglukoza izomerazaFosfoglukoza izomeraza katalizira naslednjo stopnjo katalizira naslednjo stopnjo glikolizeglikolize: : gluglukozakoza-6-P-6-P (aldo (aldozze) e) frufrukktotozaza-6-P-6-P (keto (ketozaza) )

Mehanizem vključuje kislinsko/bazno katalizo z odprtjem Mehanizem vključuje kislinsko/bazno katalizo z odprtjem obroča, izomerizacija teče skozi obroča, izomerizacija teče skozi enediolat intermediatenediolat intermediata , a , ki ki zapre obročzapre obroč. .

H O

O H

H

O HH

O H

CH 2 O PO 32

H

O H

H

1

6

5

4

3 2

CH 2 O PO 32

O H

CH 2 O H

H

O H H

H HO

O6

5

4 3

2

1

g lu c o s e - 6 - p h o s p h a te f r u c to s e - 6 - p h o s p h a te P h o s p h o g lu c o s e Is o m e r a s e

H O

O H

H

O HH

O H

CH 2 O PO 32

H

O H

H

1

6

5

4

3 2

CH 2 O PO 32

O H

CH 2 O H

H

O H H

H HO

O6

5

4 3

2

1

g lu c o s e - 6 - p h o s p h a te f r u c to s e - 6 - p h o s p h a te P h o s p h o g lu c o s e Is o m e r a s e

3. Fosfofruktokinaza katalizira: fruktoza-6-P + ATP fruktoza-1,6-bisP + ADP

Ta zelo spontana (eksergona) reakcija teče po mehanizmu podobnem katalizi heksokinaze. Katalizirana reakcija s fosfofruktokinazo je omejujoča stopnja v glikolizi. Encim je močno reguliran.

CH 2 O PO 32

O H

CH 2 O H

H

O H H

H HO

O6

5

4 3

2

1 CH 2 O PO 32

O H

CH 2 O PO 32

H

O H H

H HO

O6

5

4 3

2

1

A T P A D P

M g 2 +

f r u c t o s e - 6 - p h o s p h a t e f r u c t o s e - 1 , 6 - b i s p h o s p h a t e

P h o s p h o f r u c t o k i n a s e

4. Aldolaza katalizira: fruktoza-1,6-bisfosfat dihidroksiaceton-P + gliceralaldehid-3-P

Reakcija je cepitev aldolnega obroča.

V produktih reakcije pride do preštevilčenja C-atomov.

6

5

4

3

2

1 CH 2 O PO 32

C

C

C

C

CH 2 O PO 32

O

HO H

H O H

H O H

3

2

1

CH 2 O PO 32

C

CH 2 O H

O

C

C

CH 2 O PO 32

H O

H O H+

1

2

3

f ru c to s e -1 ,6 - b is p h o s p h a te

A ld o la s e

d ih y d ro x y a c e to n e g ly c e ra ld e h y d e -3 - p h o s p h a te p h o s p h a te

T rio s e p h o s p h a te Is o m e ra s e

Ostanek lizina na aktivnem mestu encima sodeluje v katalizi reakcije katalizirane z aldolazo. Keto skupina fruktoze-1,6-bisfosfata reagira z -amino skupino aktivnega mesta lizina in tvori protoniran intermediat Schiffove baze.

Sledi cepitev vezi med C3 & C4.

CH2OPO3

2

C

CH

C

C

CH2OPO32

NH

HO

H OH

H OH

(CH2)4 Enzyme

6

5

4

3

2

1

+

Schiff base intermediate of Aldolase reaction

H3N+ C COO

CH2

CH2

CH2

CH2

NH3

H

lysine

5. Izomeraza trioze fosfata (TIM) katalizira: dihidroksiaceton-P gliceraldehid-3-P

Glikoliza se nadaljuje od gliceraldehida-3-P. Keq favorizira

obliko dihidroksiaceton-P. Odstranitev gliceraldehida-3-P teče z naslednjo stopnjo v glikolizi.

6

5

4

3

2

1 CH 2 O PO 32

C

C

C

C

CH 2 O PO 32

O

HO H

H O H

H O H

3

2

1

CH 2 O PO 32

C

CH 2 O H

O

C

C

CH 2 O PO 32

H O

H O H+

1

2

3

f ru c to s e -1 ,6 - b is p h o s p h a te

A ld o la s e

d ih y d ro x y a c e to n e g ly c e ra ld e h y d e -3 - p h o s p h a te p h o s p h a te

T rio s e p h o s p h a te Is o m e ra s e

Konverzija aldoza/ketoza vključuje kislinsko/bazno katalizo via intermediatov:enediola in fosfoglukozne izomeraze.

Aktivna mesta Glu and His dajeta protone pri tej katalizi.

C

C

CH 2 O PO 32

O

C

C

CH 2 O PO 32

H O

H O H

C

C

CH 2 O PO 32

H O H

O H

H

H O H H + H + H + H +

d i h y d r o x y a c e t o n e e n e d i o l g l y c e r a l d e h y d e - p h o s p h a t e i n t e r m e d i a t e 3 - p h o s p h a t e

T r i o s e p h o s p h a t e I s o m e r a s e

C

CH 2 O PO 32

O O

C

CH 2 O PO 32

HC O

O H

p r o p o s e d e n e d i o l a t e

i n t e r m e d i a t e

p h o s p h o g l y c o l a t e t r a n s i t i o n s t a t e

a n a l o g

2-fosfoglikolat je vmesna oblika ki se tesno veže na aktivno mesto encima Trioza fosfat izomeraza (TIM).

Je inhibitor TIM in podoben intermediatu enediolatu.

TIM smatramo kot “perfekten encim." Reakcijska stopnja je odvisna samo od koncentracije substrata, ki je vezan z encimom.

C

C

CH 2 O PO 32

H O

H O H

C

C

CH 2 O PO 32

O O PO 32

H O H+ P i

+ H +

N A D + N A D H 1

2

3

2

3

1

g l y c e r a l d e h y d e - 1 , 3 - b i s p h o s p h o - 3 - p h o s p h a t e g l y c e r a t e

G l y c e r a l d e h y d e - 3 - p h o s p h a t e D e h y d r o g e n a s e

6. gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza katalizira: gliceraldehid-3-P + NAD+ + Pi 1,3-bisfosfatglicerat + NADH + H+

C

C

CH 2 O PO 32

H O

H O H

C

C

CH 2 O PO 32

O O PO 32

H O H+ P i

+ H +

N A D + N A D H 1

2

3

2

3

1

g l y c e r a l d e h y d e - 1 , 3 - b i s p h o s p h o - 3 - p h o s p h a t e g l y c e r a t e

G l y c e r a l d e h y d e - 3 - p h o s p h a t e D e h y d r o g e n a s e

Eksergona oksidacijaEksergona oksidacija gl gliceraldehidiceraldehid-3--3-fosfata v fosfata v karboksilno kislinokarboksilno kislino, , vodi do tvorbe acilfosfatavodi do tvorbe acilfosfata = = “visoko energetska vez”“visoko energetska vez”((~P~P). ).

To je edina stopnja v glikolizi, kjer seTo je edina stopnja v glikolizi, kjer se NAD NAD++ reducira vreducira v NADH.NADH.

Cistein tiol Cistein tiol na aktivnem mestu na aktivnem mestu gliceraldehidgliceraldehid-3--3-fosfatfosfat dehidrogenaze:dehidrogenaze:

GliceraldehidGliceraldehid-3--3-fosfat reagira s cistein fosfat reagira s cistein tiolom in tvori intermediattiolom in tvori intermediat tiohemiacetaltiohemiacetal..

H3N+ C COO

CH2

SH

H

cysteine

C

C

CH2OPO32

H O

H OH

1

2

3

glyceraldehyde-3- phosphate

““Visoko energetskiVisoko energetski” ” acil tioester napadeacil tioester napade P Pii in in

tvoritvori ac acilfosfatilfosfat ( (~P~P). ).

CH CH2OPO32

OHEnz-Cys SH

Enz-Cys S CH CH CH2OPO32

OHOH

Enz-Cys S C CH CH2OPO32

OHO

HC

NAD +

NADH

Enz-Cys SH

Pi

C CH CH2OPO32

OHO

O3PO2

O

glyceraldehyde-3-phosphate

1,3-bisphosphoglycerate

thiohemiacetal intermediate

acyl-thioester intermediate

Oksidacija do karboksilne kisline (v ~ tioestru) kot posledica redukcije NAD+ v NADH.

NAD+ sprejme 2 e in H+ (v obliki hidrida) –pretvorba v reducirano obliko NADH.

N

R

H

CN H 2

O

N

R

CN H 2

OH H

+

2 e + H

+

N A D + N A D H

C

C

CH 2 O PO 32

O O PO 32

H O H

C

C

CH 2 O PO 32

O O

H O H

A D P A T P

1

22

3 3

1

M g 2+

1 , 3 - b i s p h o s p h o - 3 - p h o s p h o g l y c e r a t e g l y c e r a t e

P h o s p h o g l y c e r a t e K i n a s e

7. Fosfoglicerat kinaza katalizira: 1,3-bisfosfatglicerat+ ADP 3-fosfoglicerat + ATPTransfer fosfata je reverzibilen (nizka G), ker se ena vez ~P cepi & druga sintetizira. Encim preide v konformacijsko drugo obliko pod vplivom substrata, podobno kot heksokinaza.

C

C

CH 2 O H

O O

H O PO 32

2

3

1C

C

CH 2 O PO 32

O O

H O H2

3

1

3 - p h o s p h o g l y c e r a t e 2 - p h o s p h o g l y c e r a t e

P h o s p h o g l y c e r a t e M u t a s e

8. Fosfoglicerat mutaza katalizira: 3-fosfoglicerat fosfoglicerat

Fosfat se prenese iz OH na C3 do OH na C2.

C

C

CH 2 O H

O O

H O PO 32

2

3

1C

C

CH 2 O PO 32

O O

H O H2

3

1

3 - p h o s p h o g l y c e r a t e 2 - p h o s p h o g l y c e r a t e

P h o s p h o g l y c e r a t e M u t a s e

C

C

CH2OPO32

O O

H OPO32

2

3

1

2,3-bisphosphoglycerate

Aktivno mesto histidina - stranska veriga sodeluje v transferju Pi z dajanjem & sprejemom fosfata. Proces teče preko 2,3-bisfosfat intermediata..

H3N+ C COO

CH2

CHN

HC NH

CH

H

histidine

C

C

CH 2 O H

O O

H O PO 32

2

3

1C

C

CH 2

O O

O PO 32

2

3

1

+ H 2 O

2 - p h o s p h o g l y c e r a t e p h o s p h o e n o l p y r u v a t e

E n o l a s e

9. Enolaza katalizira

2-fosfoglicerat fosfoenolpiruvat+ H2O

Reakcija hidrolize je odvisna od Mg++-in inhibirana s fluoridom.

Fluorofosfat tvori kompleks z Mg++ na aktivnem mestu encima.

C

C

CH 2 O H

O O

H O PO 32

2

3

1C

C

CH 2

O O

O PO 32

2

3

1

+ H 2 O

2 - p h o s p h o g l y c e r a t e p h o s p h o e n o l p y r u v a t e

E n o l a s e

10. Piruvat kinaza katalizira: fosfoenolpiruvat + ADP piruvat + ATP

C

C

CH 3

O O

O2

3

1A D P A T PC

C

CH 2

O O

O PO 32

2

3

1 C

C

CH 2

O O

O H2

3

1

p h o s p h o e n o l p y r u v a t e e n o l p y r u v a t e p y r u v a t e

P y r u v a t e K i n a s e

Transfer fosfata iz PEP na ADP je spontana reakcija.

Odcepitev Pi iz PEP tvori enol, ki se spontano pretvori v keto obliko piruvata.

Za reakcijo so potrebni kationi K+ in Mg++ ki se vežejo na aktivnem mestu piruvat kinaze.

C

C

CH 3

O O

O2

3

1A D P A T PC

C

CH 2

O O

O PO 32

2

3

1 C

C

CH 2

O O

O H2

3

1

p h o s p h o e n o l p y r u v a t e e n o l p y r u v a t e p y r u v a t e

P y r u v a t e K i n a s e

Hexokinase

Phosphofructokinase

glucose Glycolysis

ATP

ADP glucose-6-phosphate

Phosphoglucose Isomerase

fructose-6-phosphate

ATP

ADP fructose-1,6-bisphosphate

Aldolase

glyceraldehyde-3-phosphate + dihydroxyacetone-phosphate

Triosephosphate Isomerase Glycolysis continued

Hexokinase

Phosphofructokinase

glucose Glycolysis

ATP

ADP glucose-6-phosphate

Phosphoglucose Isomerase

fructose-6-phosphate

ATP

ADP fructose-1,6-bisphosphate

Aldolase

glyceraldehyde-3-phosphate + dihydroxyacetone-phosphate

Triosephosphate Isomerase Glycolysis continued

Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase

Phosphoglycerate Kinase

Enolase

Pyruvate Kinase

glyceraldehyde-3-phosphate

NAD+ + Pi

NADH + H+

1,3-bisphosphoglycerate

ADP

ATP

3-phosphoglycerate

Phosphoglycerate Mutase

2-phosphoglycerate H2O

phosphoenolpyruvate

ADP

ATP pyruvate

Energetska bilancaEnergetska bilanca zaza~P~P vezivezi ATP: ATP: 2 ATP 2 ATP se porabitase porabita 4 ATP 4 ATP tvorijotvorijo (2 (2 iz vsakega odiz vsakega od 3C 3C fragmentov fragmentov

glukozeglukoze) ) Net Net tvorbatvorba 2 ~P2 ~P vezivezi ATPATP na 1 molekulo glukozena 1 molekulo glukoze. .

GlikolizaGlikoliza – – skupna reakcijaskupna reakcija, , brezbrez H H++: : gluglukozakoza + 2 NAD + 2 NAD++ + 2 ADP + 2 P + 2 ADP + 2 Pii 2 2 piruvatpiruvat + 2 NADH + 2 ATP + 2 NADH + 2 ATP

VV aerobaerobnihnih organizmihorganizmih:: piruvatpiruvat , ki se tvori v glikolizi se pretvori v, ki se tvori v glikolizi se pretvori v CO CO22 via via

Krebs Krebs ciklusaciklusa NADHNADH v glikoliziv glikolizi & Krebs & Krebsovemovem ciklusu se reoksidira ciklusu se reoksidira

skozi dihalno verigo z tvorbo dodatnih molekulskozi dihalno verigo z tvorbo dodatnih molekul ATP.  ATP. 

C

C

CH 3

O

O

O

C

H C

CH 3

O

O H

ON A D H + H + N A D +

L a c t a t e D e h y d r o g e n a s e

p y r u v a t e l a c t a t e

Skeletne mišice fermentirajo glukozo v laktat med intenzivnim aktivnim delom.

Laktat, ki se izloči v kri se lahko uporabi v drugih tkivih ali pa se konvertira preko laktatne dehidrogenaze nazaj v piruvat – ponovni prenos v Krebsov ciklus.

V anaerobnih pogojih: laktatna dehidrogenaza katalizira redukcijo keto skupine piruvata v hidroksilno skupino in tvorbo laktata, NADH se oksidira v NAD+.

C

C

CH 3

O

O

O

C

H C

CH 3

O

O H

ON A D H + H + N A D +

L a c t a t e D e h y d r o g e n a s e

p y r u v a t e l a c t a t e

Laktat je prav tako lahko izvor energije za nevrone in možgane.

Astrocite ki obdajajo in varujejo nevrone v možganih fermentirajo glukozo do laktata –izločitev iz celic. Prevzem laktata iz dotikajočih se nevronov in pretvorba v piruvat – oksidacija v Krebsovem ciklusu.

HeksokinazaHeksokinaza jeje inhibiinhibiranarana s produktoms produktom gluglukozokozo--6-6-fosfatomfosfatom – kompetitivna inhibicija – kot tudi z – kompetitivna inhibicija – kot tudi z alosteričnimi interakcijami. alosteričnimi interakcijami.

H O

O H

H

O HH

O H

CH 2O H

H

O H

H H O

O H

H

O HH

O H

CH 2O PO 32

H

O H

H

23

4

5

6

1 1

6

5

4

3 2

A T P A D P

M g 2+

glu co se g lu co se -6 -p h osp h ate

H ex ok in ase

Glukokinaza se nahaja v jetrih z visokoGlukokinaza se nahaja v jetrih z visoko K KMM glukozo, kar dopušča glukozo, kar dopušča jetrom da shranjujejo glukozo kot glikogen, takrat ko je jetrom da shranjujejo glukozo kot glikogen, takrat ko je koncentracija glukoze v krvi visoka. koncentracija glukoze v krvi visoka. Inhibicija encima fosfofruktokinaze takrat ko je Inhibicija encima fosfofruktokinaze takrat ko je [ATP] [ATP] visoka visoka preprečuje razgradnjo glukoze v glikolizi in celični respiraciji. Za preprečuje razgradnjo glukoze v glikolizi in celični respiraciji. Za celico je lažje da shrani glukozo v obliki glikogena, če je ATP-ja celico je lažje da shrani glukozo v obliki glikogena, če je ATP-ja dovolj. dovolj.

Glycogen Glucose

Hexokinase or Glucokinase

Glucose-6-Pase Glucose-1-P Glucose-6-P Glucose + Pi Glycolysis Pathway

Pyruvate Glucose metabolism in liver.

GLUKONEOGENEZA je biosinteza novih molekul GLUKONEOGENEZA je biosinteza novih molekul glukoze (ne iz glikogena). Tvorba glukoze iz glukoze (ne iz glikogena). Tvorba glukoze iz drugih metabolitev je potrebna za dovajanje drugih metabolitev je potrebna za dovajanje energije:energije:

možganommožganom (lahko uporabijo tudi ketonska telesa) (lahko uporabijo tudi ketonska telesa)• TestisiTestisi• Eritrociti glukoza edini vir Eritrociti glukoza edini vir

energijeenergije• Sredica ledvicSredica ledvic

REAKCIJA SINTEZE GLUKOZE IZ C3 ALI C4 PREKURZORJEV REAKCIJA SINTEZE GLUKOZE IZ C3 ALI C4 PREKURZORJEV JE OBRATNA GLIKOLIZI.JE OBRATNA GLIKOLIZI.

Glukoneogeneza poteka v glavnem v jetrih.

Sinteza glukoze iz piruvata katalizirana v glavnem z enakimi encimi kot pri glikolizi.

RAZEN: tri glikolitične reakcije imajo zelo negativno G, da je reakcija IREVERZIBILNA:

•Heksokinaza/glukokinaza

•Fosfofruktokinaza

•Piruvat kinaza

V glukoneogenzi morajo teči te reakcije po drugi poti (by-pass 1-3).

By-pass 1: pretvorba piruvata v By-pass 1: pretvorba piruvata v fosfoenolpiruvat (PEP)fosfoenolpiruvat (PEP)

PPiiruvat Kinaruvat Kinazaza ( (glikolizaglikoliza) ) katalizirakatalizira: : fosfoenolpiruvat (PEP)fosfoenolpiruvat (PEP) + ADP + ADP piruvatpiruvat + + ATPATP

Za sintezo PEP (2 reakciji):Za sintezo PEP (2 reakciji):Piruvat karboksilazaPiruvat karboksilaza (Glu (Glukoneogenezakoneogeneza) ) katalizirakatalizira::

piruvatpiruvat + HCO + HCO33-- + ATP + ATP oksaloacetatoksaloacetat + ADP + P + ADP + Pii

PEP PEP karbokinazakarbokinaza ( (glukoneogenezaglukoneogeneza) ) katalizirakatalizira::oksaloacetatoksaloacetat + GTP + GTP PEP + GDP + CO PEP + GDP + CO22

Celokupno: Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP + Celokupno: Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP + Pi + 2H+Pi + 2H+

C

C

CH 2

O O

O PO 32

C

C

CH 3

O O

O

A T P A D P + P i C

CH 2

C

C

O

O O

O O

HC O 3

G T P G D P

CO 2

p y r u v a te o x a lo a c e ta te P E P

P y ru v a te C a rb o x y la s e P E P C a rb o x y k in a s e

By-pass 1: pretvorba piruvata v fosfoenolpiruvat (PEP)By-pass 1: pretvorba piruvata v fosfoenolpiruvat (PEP)

1.PIRUVAT KARBOKSILAZA do

oksalacetata

2.PEP KARBOKSIKINAZA

do PEP

Mehanizem delovanja Mehanizem delovanja piruvat piruvat dekarboksilazedekarboksilaze

MEHANIZEM DELOVANJA PEP KARBOKSIKINAZE

By-pass 3: pretvorba GLUKOZA-6-fosfata v By-pass 3: pretvorba GLUKOZA-6-fosfata v GLUKOZO GLUKOZO

HeksokinazaHeksokinaza ( (glikolizaglikoliza) ) katalizirakatalizira::glukozaglukoza + ATP + ATP glu glukozakoza-6--6-fosfatfosfat + ADP + ADP

glukozaglukoza-6--6-fosfatazafosfataza ( (glukoneogenezaglukoneogeneza) ) katalizirakatalizira: : glukozaglukoza-6--6-fosfatfosfat+ H+ H22O O glukozaglukoza + P + Pii

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

OH

HH O

OH

H

OHH

OH

CH2OPO32

H

OH

HH2O

1

6

5

4

3 2

+ Pi

glucose-6-phosphate glucose

Glucose-6-phosphatase

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

OH

HH O

OH

H

OHH

OH

CH2OPO32

H

OH

HH2O

1

6

5

4

3 2

+ Pi

glucose-6-phosphate glucose

Glucose-6-phosphatase

SUROVINE ZA GLUKONEOGENEZOSUROVINE ZA GLUKONEOGENEZO

LAKTATLAKTAT

GLAVNA SUROVINA. LAKTAT KI NASTANE Z GLIKOLIZO V NEHEPATIČNIH TKIVIH (mišice, eritrociti) JETRA UPORABIJO V GLUKONEOGENEZI – CORIJEV CIKLUS:

SUROVINE ZA GLUKONEOGENEZOSUROVINE ZA GLUKONEOGENEZO

PIRUVATPIRUVAT

V mišicah in drugih perifernih tkivih – transaminiran v alanin – prenese v jetra – glukoneogeneza – GLUKOZA-ALANIN CIKLUS:

PREDVSEM ZA ELIMINACIJO

DUŠIKA IN OBNOVO ENERGIJE

AMINO SKUPINA ALANINA SE

PRETVORI V UREO IN IZLOČI IZ ORGANIZMA

SUROVINE ZA GLUKONEOGENEZOSUROVINE ZA GLUKONEOGENEZO

AMINO-KISLINEAMINO-KISLINE

Vseh 20 razen levcina in lizina – skelet ogljikovodika - glukoneogeneza:

GLICEROL GLICEROL

Skelet ogljikovodika lipidov se lahko uporabi za glukoneogenzo preko fosforilacije z glicerol kinazo:

GLIKOLIZA IN GLUKONEOGENZA STA GLIKOLIZA IN GLUKONEOGENZA STA SPONTANI (EKSERGONI REAKCIJI)SPONTANI (EKSERGONI REAKCIJI)Nikoli ne tečeta istočasno – izguba energijeNikoli ne tečeta istočasno – izguba energije. .

GGlikolizalikoliza:: gluglukkoozaza + 2 NAD + 2 NAD++ + 2 ADP + 2 P + 2 ADP + 2 Pii

2 2 piruvatpiruvat + 2 NADH + + 2 NADH + 2 ATP2 ATPGlukoneogeneza Glukoneogeneza :: 2 p2 piruvatiruvat + 2 NADH + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 4 ATP + 2 GTP glukozaglukoza + 2 NAD + 2 NAD++ + 4 ADP + 2 + 4 ADP + 2 GDP + 6 PGDP + 6 Pii

Energetska bilanca: Energetska bilanca: 1. 1. številoštevilo ~P ~P v glikoliziv glikolizi ? ? 2. 2. številoštevilo ~P ~P v glukoneogeneziv glukoneogenezi? ? 3. Če bi tekla oba procesa naenkrat bi šle v izgubo 4 3. Če bi tekla oba procesa naenkrat bi šle v izgubo 4 mol. ATP.mol. ATP.

26

GLIKOLIZA IN GLUKONEOGENEZA STA GLIKOLIZA IN GLUKONEOGENEZA STA RECIPROČNO REGULIRANI:RECIPROČNO REGULIRANI:

Lokalna kontrola Lokalna kontrola obsega recipročno alosterično obsega recipročno alosterično regulacijo z regulacijo z nukleotidinukleotidi adeninaadenina. .

fosfofruktokinazafosfofruktokinaza ( (glikoliza glikoliza ) ) je inhibirana zje inhibirana z ATP ATP in in stimulirana z stimulirana z AMP. AMP.

FruFruktozaktoza-1,6-bis-1,6-bisfosfatazafosfataza (Glu (Glukoneogenezakoneogeneza) ) je je inhibirana z inhibirana z AMPAMP..

GlobalGlobalnana kkontrolontrolaa v hepatocihah obsega recipročne učinke v hepatocihah obsega recipročne učinke kkasaskkadad ccikličnegaikličnega AMP AMP, , pod vplivom hormona glukagona ko pod vplivom hormona glukagona ko je koncentracija glukoze v krvi nizka.je koncentracija glukoze v krvi nizka.

fosforilacijafosforilacija encimovencimov in regulatornih proteinov v jetrihin regulatornih proteinov v jetrih ss Protein KinaProtein Kinazozo A (cAMP A (cAMP odvisna odvisna Protein KinaProtein Kinazaza) ) se odraža v:se odraža v: InhibiInhibiciji glikolize,ciji glikolize, StimulaStimulaciji glukoneogenezeciji glukoneogeneze, ,

Tvorba glukoze za potrebe v organizmuTvorba glukoze za potrebe v organizmu..

Encimi, ki so fosforilirani s Protein Kinazo A : Piruvat Kinaza, glikolitični encim, inhibiran ko je fosforiliran. CREB (cAMP response element binding protein) ki se aktivira preko drugih faktorjev, transkripcija gena za PEP karboksikinazo, povečanje glukoneogeneze. bi-funkcionalni encim ki tvori in degradira alosterični regulator- fruktoza-2,6-bisfosfat.

REGULACIJA GLUKONEOGENEZE - FRUKTOZA-2,6-REGULACIJA GLUKONEOGENEZE - FRUKTOZA-2,6-BISFOSFAT (F2,6BP).BISFOSFAT (F2,6BP).

-UČINEK

+ UČINEK

By-pass 2: pretvorba fruktoza-1,6-bisfosfata v By-pass 2: pretvorba fruktoza-1,6-bisfosfata v fruktoza-6-fosfatfruktoza-6-fosfat

FOSFOFRUKTOKINAZAFOSFOFRUKTOKINAZA ( (GLIKOLIZAGLIKOLIZA) ) KATALIZIRAKATALIZIRA: :

frufruktoza ktoza -6-P + ATP -6-P + ATP fruktozafruktoza-1,6-bisP + ADP-1,6-bisP + ADP

fruktozafruktoza-1,6-bis-1,6-bisfosfatazafosfataza ( (glukoneogenezaglukoneogeneza) ) katalizirakatalizira: : fruktozafruktoza-1,6-bisP + H-1,6-bisP + H22O O fruktoza fruktoza -6-P + P-6-P + Pii

fructose-1,6-bisphosphate fructose-6-phosphate

Fructose-1,6-bisphosphatase

CH2OPO32

OH

CH2OH

H

OH H

H HO

OCH2OPO3

2

OH

CH2OPO32

H

OH H

H HO

OH2O

6

5

4 3

2

1

+ Pi

OMEJUJOČA REAKCIJA GLUKONEOGENEZE!

REGULACIJA GLUKONEOGENEZE - FRUKTOZA-2,6-REGULACIJA GLUKONEOGENEZE - FRUKTOZA-2,6-BISFOSFAT (F2,6BP).BISFOSFAT (F2,6BP).

-UČINEK

+ UČINEK

GLIKOLIZA IN GLUKONEOGENZA STA GLIKOLIZA IN GLUKONEOGENZA STA SPONTANI (EKSERGONI REAKCIJI)SPONTANI (EKSERGONI REAKCIJI)Nikoli ne tečeta istočasno – izguba energijeNikoli ne tečeta istočasno – izguba energije. .

GGlikolizalikoliza:: gluglukkoozaza + 2 NAD + 2 NAD++ + 2 ADP + 2 P + 2 ADP + 2 Pii

2 2 piruvatpiruvat + 2 NADH + + 2 NADH + 2 ATP2 ATPGlukoneogeneza Glukoneogeneza :: 2 p2 piruvatiruvat + 2 NADH + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 4 ATP + 2 GTP glukozaglukoza + 2 NAD + 2 NAD++ + 4 ADP + 2 + 4 ADP + 2 GDP + 6 PGDP + 6 Pii

Energetska bilanca: Energetska bilanca: 1. 1. številoštevilo ~P ~P v glikoliziv glikolizi ? ? 2. 2. številoštevilo ~P ~P v glukoneogeneziv glukoneogenezi? ? 3. Če bi tekla oba procesa naenkrat bi šle v izgubo 4 3. Če bi tekla oba procesa naenkrat bi šle v izgubo 4 mol. ATP.mol. ATP.

26

SUROVINE ZA GLUKONEOGENEZOSUROVINE ZA GLUKONEOGENEZO

AMINO-KISLINEAMINO-KISLINE

Vseh 20 razen levcina in lizina – skelet ogljikovodika - glukoneogeneza:

GLICEROL GLICEROL

Skelet ogljikovodika lipidov se lahko uporabi za glukoneogenzo preko fosforilacije z glicerol kinazo:

SUROVINE ZA GLUKONEOGENEZOSUROVINE ZA GLUKONEOGENEZO

PIRUVATPIRUVAT

V mišicah in drugih perifernih tkivih – transaminiran v alanin – prenese v jetra – glukoneogeneza – GLUKOZA-ALANIN CIKLUS:

PREDVSEM ZA ELIMINACIJO

DUŠIKA IN OBNOVO ENERGIJE

AMINO SKUPINA ALANINA SE

PRETVORI V UREO IN IZLOČI IZ ORGANIZMA

SUROVINE ZA GLUKONEOGENEZOSUROVINE ZA GLUKONEOGENEZO

LAKTATLAKTAT

GLAVNA SUROVINA. LAKTAT KI NASTANE Z GLIKOLIZO V NEHEPATIČNIH TKIVIH (mišice, eritrociti) JETRA UPORABIJO V GLUKONEOGENEZI – CORIJEV CIKLUS:

POT PENTOZA FOSFATAPOT PENTOZA FOSFATA

NADPH,NADPH,Potreben za biosintetske Potreben za biosintetske

reakcije (redukcije),reakcije (redukcije),Za ohranjanje reduciranega Za ohranjanje reduciranega glutationa v eritrocitih in zaglutationa v eritrocitih in zaredukcijo methemoglobina.redukcijo methemoglobina.

RIBOZA-5-FOSFAT,RIBOZA-5-FOSFAT,Potrebna za biosintezo Potrebna za biosintezo

nukleotidov in kofaktorjev.nukleotidov in kofaktorjev.

DAJE

GlukozaGlukoza-6--6-fosfatfosfat dehidrogenazadehidrogenaza katalizira oksidacijo katalizira oksidacijo aldehidaaldehida (hemiacetal), (hemiacetal), nana C C11 glukozaglukoza-6--6-fosfatufosfatu, , dodo karboksilne kislinekarboksilne kisline, in , in tvorbe estratvorbe estra (la (laktonkton). ).

NADPNADP++ služi kot akceptor elektronov.služi kot akceptor elektronov.

H O

O H

H

O HH

O H

CH 2O PO 32

H

H

O H H O

O H

H

O HH

O H

CH 2O PO 32

HO

23

4

5

6

1

1

6

5

4

3 2

C

HC

CH

HC

HC

CH 2O PO 32

O O

O H

HO

O H

O H

N AD PH + H +

NADP + H 2O H +

1

2

3

4

5

6

G lucose-6-phosphate D ehydrogenase

6-Phospho- glucono-lactonase

glucose-6-phosphate 6-phoshogluconolactone 6-phosphogluconate

Linearna pot oksidacije in dekarboksilacije C6 glukoza-6-fosfata do C5 ribuloza-5-P:

6-6-fosfoglukonolaktolazafosfoglukonolaktolaza katalizira hidrolizo estra – odprtje obroča.katalizira hidrolizo estra – odprtje obroča. NastaneNastane 6-6-fosfoglukonatfosfoglukonat. .

H O

O H

H

O HH

O H

CH 2O PO 32

H

H

O H H O

O H

H

O HH

O H

CH 2O PO 32

HO

23

4

5

6

1

1

6

5

4

3 2

C

HC

CH

HC

HC

CH 2O PO 32

O O

O H

HO

O H

O H

NADPH + H+

NADP + H 2O H +

1

2

3

4

5

6

G lucose-6-phosphate D ehydrogenase

6-Phospho- glucono-lactonase

glucose-6-phosphate 6-phoshogluconolactone 6-phosphogluconate

C

HC

CH

HC

HC

CH 2OPO 32

O O

OH

HO

OH

OH

1

2

3

4

5

6

CH 2OH

C

HC

HC

CH 2OPO 32

OH

OH

1

2

3

4

5

ONADP + NADPH + H+

CO 2

Phosphogluconate Dehydrogenase

6-phosphogluconate ribulose-5-phosphate

Fosfoglukonat dehidrogenazaFosfoglukonat dehidrogenaza katalizirakatalizira oksidativno dekarboksilacijooksidativno dekarboksilacijo 6- 6-fosfoglukonatafosfoglukonata, , nastanek nastanek 5-C 5-C ribuloribulozaza-5--5-fosfatfosfat. .

OHOH nana C C33 (C (C22 na ribulozina ribulozi) ) se oksidira vse oksidira v ketonketon. . Povzroči izgubo karboksilne skupine na Povzroči izgubo karboksilne skupine na CC11 kot kot COCO22. . NADPNADP++ služi kot oksidant.služi kot oksidant.

N

R

H

CN H 2

O

N

R

CN H 2

OH H

+

2 e + H

+

N A D P + N A D P H

ReduRedukcijakcija NADP NADP++ ( (tudi tudi NADNAD++) ) vključuje prenos vključuje prenos 2 2 eeinin 1 H 1 H++ na del na del nikotinamida.nikotinamida.

C

C

C

CH2OPO32

O

OHH

OHH

CH2OH

C

C

C

CH2OPO32

O

HHO

OHH

CH2OH

C

C

C

CH2OPO32

OH

OHH

OHH

HC O

H

ribulose-5- phosphate

xylulose-5- phosphate

ribose-5- phosphate

Epimerase

Isomerase

EpimeraEpimerazaza inter- inter-pretvoripretvori stereoizomerestereoizomere ribulo ribulozze-5-P e-5-P in in ksiksilulolulozze-5-P. e-5-P.

IIzzomeraomerazaza pretvori ketozopretvori ketozo ribuloribulozaza-5-P -5-P v aldozov aldozo ribo ribozaza--5-P. 5-P.

Obe reakciji vključujeta Obe reakciji vključujeta deprotonacijo dodeprotonacijo do endiolatendiolatnega nega intermediatintermediataa ki mu sledi ki mu sledi specifična reprotonacija do specifična reprotonacija do produkta.produkta.

TransketolaTransketolazzee & & TransaldolaTransaldolazzee katalizirajokatalizirajo transfer 2-C transfer 2-C aliali 3-C 3-C molekularne fragmente od molekularne fragmente od ketoznega donorja do aldoznega ketoznega donorja do aldoznega akceptorja.akceptorja.. .

C

C

C

CH 2O P O 32

O

HHO

OHH

CH 2O H

C

C

C

CH 2O P O 32

OH

OHH

OHH

HC O

H C

C

C

CH 2O P O 32

OH

OHH

OHH

C H

H

HC

C

CH 2O P O 32

O

OHH

C

CH 2O H

O

HO

+ +

x y lu lo se - r ib o se - g ly c e ra ld e h y d e - se d o h e p tu lo se - 5 -p h o sp h a te 5 -p h o sp h a te 3 -p h o sp h a te 7 -p h o sp h a te

T ran sk e to la se

Transketolaze Transketolaze – transfer 2-C : nastanek sedoheptuloza-7-fosfata.

TransaldolaTransaldolaza za kkatalatalizira prenosizira prenos 3-C3-C skupine dihidroksiacetonaskupine dihidroksiacetona, , iziz sedoheptulo sedoheptulozze-7-e-7-fosfatafosfata dodo gliceraldehidgliceraldehid-3--3-fosfatafosfata. .

C H 2 O H

C

C H

HC

HC

HC

H 2 C

O H

O H

O PO 32

O H

H O

O

HC

HC

HC

H 2 C

O

O H

O PO 32

O H

HC

HC

H 2 C

O

O PO 32

O H

H 2 C

C

C H

HC

HC

H 2 C

O H

O PO 32

O H

O H

H O

O

se d o h e p tu lo se - g ly c e ra ld e h y d e - e ry th ro se - f ru c to se - 7 -p h o sp h a te 3 -p h o sp h a te 4 -p h o sp h a te 6 -p h o sp h a te

T ra n sa ld o la se

+ +

DDiagram iagram povzema povzema pretok 1pretok 15 5 CC atom atomov ov skozi pot pentoza-skozi pot pentoza-fosfata; reakcije pri fosfata; reakcije pri katerih:katerih:

5-C5-C sladkorji sladkorji pretvorjeni vpretvorjeni v 3-C3-C in in 6-6-CC s sladkorjeladkorje..

ISIS = I = IzomerazazomerazaEPEP = Epimera = EpimerazazaTKTK = Transketola = TransketolazazaTATA = Transaldola = Transaldolazaza

(3) ribulose-5-P

ribose-5-P (2) xylulose-5-P

glyceraldehyde-3-P

sedoheptulose 7 P

fructose-6- P

erythrose-4-P

fructose-6-P

glyceraldehyde-3-P

IS EP

TK

TK

TA

Regeneracija reduciranega glutationa zahtevaRegeneracija reduciranega glutationa zahteva NADPH, NADPH, tvorjenega v eritrocitih po poti pentoza tvorjenega v eritrocitih po poti pentoza fosfata:fosfata:

Glutation ReduGlutation Redukktatazaza katalizirakatalizira:: GSSGGSSG + + NADPHNADPH + + HH++ 2 GSH2 GSH + + NADPNADP++

Glutation peroksidazaGlutation peroksidaza katalizira razgradnjo peroksidakatalizira razgradnjo peroksida, , 2 2 molekuli glutationa molekuli glutationa (GSH) (GSH) se oksidirata v disulfidse oksidirata v disulfid. .

2 GSH + ROOH 2 GSH + ROOH GSSG + ROH + H GSSG + ROH + H22OO

Glutation peroksidaza uporablja mikroGlutation peroksidaza uporablja mikro element element selenselen kot kot funkcionalno skupinofunkcionalno skupino. . Primarna struktura vsebuje analog cisteinaPrimarna struktura vsebuje analog cisteina, , selenocselenocisteinistein, Se , Se je namestoje namesto S. S.

H3N+HC CH2 CH2

COO

C

O

NH

CH

CH2

SH

C

O

NH

CH2 COO

-glutamyl-cysteinyl-glycine Glutathione

GlutationGlutation je tripeptid, ki vključuje Glu vezan na izopeptidno vez na je tripeptid, ki vključuje Glu vezan na izopeptidno vez na stranski verigi karbonila. stranski verigi karbonila. Funkcionalna skupina glutationa je Funkcionalna skupina glutationa je cistein tiolcistein tiol..

Vloga glutationa:Vloga glutationa:

DegradaDegradacija vodikovega peroksidacija vodikovega peroksida,, ki nastane spontano v okoljih bogatih ki nastane spontano v okoljih bogatih s kisikom in eritrocitih. Vodikov peroksid lahko reagira z dvojnimi vezmi s kisikom in eritrocitih. Vodikov peroksid lahko reagira z dvojnimi vezmi maščobnih kislin v membrani – membrane “točijo”. maščobnih kislin v membrani – membrane “točijo”.

H3N+HC CH2 CH2

COO

C

O

NH

CH

CH2

SH

C

O

NH

CH2 COO

-glutamyl-cysteinyl-glycine Glutathione

GliceraldehidGliceraldehid-3-P and f-3-P and fruktozaruktoza-6-P, -6-P, nastala iznastala iz 5-C 5-C fosfatov fosfatov sladkorjevsladkorjev, , se lahko uporabita v glikolizi za sintezo se lahko uporabita v glikolizi za sintezo ATPATP. . Nastane Nastane

nekaj molekulnekaj molekul NADPHNADPH..

2 NADP+ 2 NADPH + CO2

glucose-6-P ribulose-5-P ribose-5-P

fructose-6-P, & glyceraldehyde-3-P

to Glycolysis

for production of ATP

Pentose Phosphate Pathway producing NADPH and ATP

GlGliceraldehidiceraldehid-3-P -3-P inin fru fruktozaktoza-6-P -6-P se lahko se lahko pretvorita vpretvorita v glukozaglukoza-6-P -6-P za ponoven vstop v pot za ponoven vstop v pot

pentoze fosfata, maksimalna sintezapentoze fosfata, maksimalna sinteza NADPHNADPH..

2 NADP+ 2 NADPH + CO2

glucose-6-P ribulose-5-P ribose-5-P

fructose-6-P, & glyceraldehyde-3-P

Pentose Phosphate Pathway producing maximum NADPH

RibuloRibulozaza-5-P -5-P se lahko pretvori v se lahko pretvori v riboribozaza-5--5-fosfatfosfat, , surovino za surovino za sintezosintezo nunukkleotidleotidov ov in nukleinskih kislinin nukleinskih kislin. . Sintetizira se Sintetizira se NADPHNADPH..

Odvisno od potreb celice po riboza-5-fosfatu, NADPH, in ATP, pot pentoza fosfata deluje po različnih načinih da maksimira različne produkte:

2 NADP+ 2 NADPH + CO2

glucose-6-P ribulose-5-P ribose-5-P

Pentose Phosphate Pathway producing NADPH and ribose-5-phosphate

Celokupna reakcijaCelokupna reakcija

CC55 + + CC55 C C33 + C + C77 (Transketola (Transketolazaza))

CC33 + C + C77 CC66 + C+ C44 (Transaldola (Transaldolazaza))

CC55 + C + C44 CC66 + + CC33 (Transketola (Transketolazaza))________________________________________________________

3 C3 C55 2 C2 C66 + + CC33 ( (skupna reakcijaskupna reakcija) )

glukozaglukoza-6--6-fosfat se lahko regenerira ali izfosfat se lahko regenerira ali iz 3-C3-C glgliiceraldehceraldehiid-3-d-3-fosfatafosfata ali izali iz 6-C6-C fru frukktotozaza-6--6-fosfatafosfata, , via via encimov glukoneogenezeencimov glukoneogeneze. .

Glikogenoliza – katabolizem glikogenaGlikogenoliza – katabolizem glikogena

Shranjen v jetrih in mišicah.

Glikogen Glikogen fosforilazafosforilaza katalizira katalizira fosforolitičen fosforolitičen razpadrazpad a(1a(14)4) glikozidnih vezi – glikozidnih vezi – odcep glukoza-1- odcep glukoza-1- fosfat.fosfat.

glglikikogenogen(n ) (n ) + P+ Pii

glglikikogen ogen

(n–1)(n–1) + glu + glukozakoza-1--1-fosfatfosfat

fosfoglukomutazafosfoglukomutaza katalizira reverzibilno reakcijokatalizira reverzibilno reakcijo: :

gluglukozakoza-1--1-fosfatfosfat gluglukozakoza-6--6-fosfatfosfat

OHOH serinserinaa na aktivnem mestu encima daje in sprejemana aktivnem mestu encima daje in sprejema P Pii. .

Bisfosfat se ne sprostiBisfosfat se ne sprosti. .

Fosfoglicerat mutaza ima podoben mehanizem delovanja, vendar Fosfoglicerat mutaza ima podoben mehanizem delovanja, vendar uporabi uporabi His His zaza P Pii transfer. transfer.

g lu c o se -1 -p h o sp h a te g lu c o se -6 -p h o sp h a te

H O

OH

H

OHH

OH

CH 2OH

H

O P O 32

H H O

OH

H

OHH

OH

CH 2O P O 32

H

OH

HH O

OH

H

OHH

OH

CH 2O P O 32

H

O P O 32

H

E n zym e -S e r-O P O 32 E n zym e -S e r-O P O 3

2 E n zym e -S e r-O H

gglulukkoozaza-6--6-fosfatfosfat lahko vstopi v glikolizo ali je defosforilirana v jetrih lahko vstopi v glikolizo ali je defosforilirana v jetrih za prenos v kri. za prenos v kri.

JetrnaJetrna GluGlukkoozaza-6--6-fosfatazafosfataza katalizira reakcijo esencielno za katalizira reakcijo esencielno za homeostazo glukoze v krvi:homeostazo glukoze v krvi:

gluglukozakoza-6--6-fosfatfosfat + H + H22OO gluglukozakoza + P + Pii

Večina drugih tkiv encima glukoza-6-fosfataze nima!!Večina drugih tkiv encima glukoza-6-fosfataze nima!!

Glycogen Glucose

Hexokinase or Glucokinase

Glucose-6-Pase Glucose-1-P Glucose-6-P Glucose + Pi Glycolysis Pathway

Pyruvate Glucose metabolism in liver.

Glikogeneza – anabolizem glikogenaGlikogeneza – anabolizem glikogena

Shranjen v jetrih in mišicah.

Prekurzor: Prekurzor: Uridin Uridin difosfat glukozadifosfat glukoza (UDP- (UDP-glukozaglukoza) )

Glukozne enote se dodajo glikogenuGlukozne enote se dodajo glikogenu, , UDP se izloči kot produktUDP se izloči kot produkt. .

Nukleotidni difosfatni sladkorji so prekurzorji tudi za sintezo Nukleotidni difosfatni sladkorji so prekurzorji tudi za sintezo drugih kompleksnih ogljikovih hidratov vključno z glikoproteini.. drugih kompleksnih ogljikovih hidratov vključno z glikoproteini..

OO

OHOH

HH

H

CH2

H

HN

N

O

O

OP

O

O

P

O

O

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

H

UDP-glucose

Sinteza glikogena

Prekurzor: Prekurzor: Uridin Uridin difosfat glukozadifosfat glukoza (UDP- (UDP-glukozaglukoza) )

Glukozne enote se dodajo Glukozne enote se dodajo glikogenuglikogenu, , UDP se izloči UDP se izloči kot produktkot produkt. . Reakcijo Reakcijo katalizira: katalizira: UDP-glukoza UDP-glukoza pirofosforilazapirofosforilaza. .

Encimi:Encimi:Glikogenin prične sintezo glikogena.

Glikogenin je encim, ki katalizira glikozilacijo na enem od svojih tirozinskih ostankov.Glikogen sintaza katalizira tvorbo verige, ki jo prične glikogenin v citosolu.

OO

OHOH

HH

H

CH2

H

HN

N

O

O

OP

O

O

P

O

O

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

H

OP

O

O

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

H

OO

OHOH

HH

H

CH2

H

HN

N

O

O

OP

O

O

P

O

O

OP O

O

O

PPi

+

UDP-glucose

glucose-1-phosphate UTP

UDP-Glucose Pyrophosphorylase

UDP-gluUDP-glukozakoza nastane iznastane iz glu glukozakoza-1--1-fosfatafosfata:: gluglukozakoza-1--1-fosfatfosfat + UTP + UTP UDP-gluUDP-glukozakoza + PP+ PPii

PPPPii + H + H22O O 2 P2 Pii

skupnoskupno:: gluglukozakoza-1--1-fosfatfosfat + UTP + UTP UDP-gluUDP-glukozakoza + 2 P+ 2 Pii

Spontana hidrolizaSpontana hidroliza ~P ~P vezi vvezi v PP PPii (P~P) (P~P) vodi vodi celotno reakcijo.celotno reakcijo.

RazpadRazpad PP PPii je edina poraba energije v sintezi je edina poraba energije v sintezi glikogena glikogena ((enaena ~P ~P na ostanek molekule na ostanek molekule glukozeglukoze).).

Glikozidna vez med anomeričnimaGlikozidna vez med anomeričnima C1 C1 glukozne enote iz glukozne enote iz UDP- UDP-gluglukozekoze kisik iz OH stranske verige kisik iz OH stranske verige ttiirorozina izzina iz ggllikikogeninogeninaa..UDP UDP se sprosti. se sprosti.

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HO H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

HHC

CH

NH

CH2

O

O

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HH

C

CH

NH

CH2

O

O1

5

4

3 2

6

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HH

O1

5

4

3 2

6

P O P O Uridine

O

O

O

O

C

CH

NH

CH2

HO

O

tyrosine residue of Glycogenin

O-linked glucose residue

+ UDP

UDP-glucose

Glikozilacija naGlikozilacija na C4 O- C4 O-vezanevezane glu glukoze dajekoze daje O- O-vezanvezan disaharid zdisaharid z (1(14) 4) glikozidno vezjoglikozidno vezjo. UDP-glu. UDP-glukoza je koza je donordonor glukoze glukoze. . Glikogen sintazaGlikogen sintaza katalizirakatalizira podaljševanjepodaljševanje verige glikogenaverige glikogena. . Ponavljajoča reakcija doPonavljajoča reakcija do polimera zpolimera z (1(14) 4) grajena na grajena na ggllikikogeninogeninuu. .

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HO H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

HHC

CH

NH

CH2

O

O

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HH

C

CH

NH

CH2

O

O1

5

4

3 2

6

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HH

O1

5

4

3 2

6

P O P O Uridine

O

O

O

O

C

CH

NH

CH2

HO

O

UDP-glucose

O-linked glucose residue

(14) linkage

+ UDP

+ UDP

GLIKOGENOLIZA IN GLIKOGENOLIZA IN GLIKOGENEZA sta SPONTANI GLIKOGENEZA sta SPONTANI REAKCIJIREAKCIJI. .

GlGlIKOGEN SINTAZA in IKOGEN SINTAZA in GLIKOGEN FOSFORILAZA sta GLIKOGEN FOSFORILAZA sta RECIPROČNO REGULIRANI z RECIPROČNO REGULIRANI z alosteričnimi efektorji in z alosteričnimi efektorji in z fosforilacijo. fosforilacijo.

Glycogen Synthesis

UTP UDP + 2 P i

glycogen(n) + glucose-1-P glycogen(n + 1)

Glycogen Phosphorylase Pi

Glikogen fosforilaza vGlikogen fosforilaza v mišicah mišicah je alosterično regulirana zje alosterično regulirana z AMP, ATP,AMP, ATP, in in glu glukozakoza-6--6-fosfatomfosfatom. . AMPAMP ( (še posebej koše posebej ko ATP ATP primanjkujeprimanjkuje) ) aktiviraaktivira fosforilazefosforilaze, , ohlapna konformacija encima.ohlapna konformacija encima. ATPATP & & glukoza-6-fosfatglukoza-6-fosfat, , ki imata mesta vezave enaka kotki imata mesta vezave enaka kot

AMP, AMP, inhibirata inhibirata fosforilazofosforilazo,, toga konformacija.toga konformacija. Glikogenoliza preneha ko je dovolj AGlikogenoliza preneha ko je dovolj ATP TP in glukoza-6-fosfatain glukoza-6-fosfata. .

HORMONSKA REGULACIJA METABOLIZMA HORMONSKA REGULACIJA METABOLIZMA GLIKOGENAGLIKOGENA

Insulin deluje preko sekundarnih prenašalcev v biosintezi glikogena v

mišicah.

Glikogeneza v jetrih odvisna od hormona insulina

Glikogenoliza odvisna od hormona glukagona in

epinefrina

Mediatorji: Ca2+, cAMP, inozitol trifosfat

Motnje shranjevanja glikogenaMotnje shranjevanja glikogena genetske bolezni genetske bolezni – prekomerna akumulacija glikogena v celicah. – prekomerna akumulacija glikogena v celicah. Prekomerna akumulacija glikogena v celicahPrekomerna akumulacija glikogena v celicah..

glycogen

glucose-1-P

Glucose-6-Phosphatase glucose-6-P glucose + Pi fructose-6-P Phosphofructokinase fructose-1,6-bisP Glycolysis continued

Glycogen Storage Disease Symptoms, in addition to glycogen accumulation

Type I, liver deficiency of Glucose-6-phosphatase (von Gierke's disease)

hypoglycemia (low blood glucose) when fasting, liver enlargement.

Type IV, deficiency of branching enzyme in various organs, including liver (Andersen's disease)

liver dysfunction and early death.

Type V, muscle deficiency of Glycogen Phosphorylase (McArdle's disease)

muscle cramps with exercise.

Type VII, muscle deficiency of Phosphofructokinase.

inability to exercise.

Samo v mlečnih žlezah, preko UDP-glukoze in encimov:

Laktoza sintaza in galaktozil transferaza.

Ob prisotnosti alfa-laktalbumina tvori laktozo, v nemlečnih tkivih pa N-acetillaktozamin.

• METABOLIZEM DRUGIH METABOLIZEM DRUGIH SLADKORJEV:SLADKORJEV:

FRUKTOZA,FRUKTOZA,GALAKTOZA,GALAKTOZA,

MANOZA,MANOZA,GLICEROL,GLICEROL,

GLUKURONAT GLUKURONAT

Metabolizem fruktoze:Metabolizem fruktoze:

Telo lahko porabi fruktozo kot glavni vir energije. Metabolne poti se razlikujejo v jetrih in mišicah:

Direkten metabolit glikolize

Jetra potrebujejo

še druge encime ,

vsebujejo več glukokinaze in zelo malo heksokinaze.

Metabolizem galaktoze:Metabolizem galaktoze:

Se metabolizira iz mlečnega sladkorja - laktoze. V glikolizo vstopa kot glukoza-1-fosfat (G1P):

Z fosforilacijo katalizirano z

galaktokinazo preko epimerizacije z

galaktoza-1-fosfat uridil transferazo

Konverzija v G6P z

fosfoglukoza mutazo.

Metabolizem manoze:Metabolizem manoze:

Prebava mnogih polisaharidov in glikoproteinov daje manoze – fosforilirana z heksokinazo do manoza-6-fosfata in konvertirana v fruktoza-6-fosfat z fosfomanozno izomerazo – v glikolizo vstopa kot G6P s potjo glukoneogeneze:

Manoza je v evkariotih sestavni del N- in O-vezanih glikanov.Manoza je v evkariotih sestavni del N- in O-vezanih glikanov.

Vezava glikanov na proteine:

Metabolizem glicerola:Metabolizem glicerola:

Vir je adipozno tkivo – vstop v glukoneogenezo v obliki C-skeleta po odcepu maščobnih kislin.

Metabolizem glukuronata:Metabolizem glukuronata:

Zelo polarna molekula, sestavni

del glikozaminoglikanov

in bilirubina ter steroidnih hormonov.

Glukuronat nastane iz glukoze po

poti uronske kisline.

Nastanek glikozaminoglikanovNastanek glikozaminoglikanov

Metabolizem glicerola:Metabolizem glicerola:

Vir je adipozno tkivo – vstop v glukoneogenezo v obliki C-skeleta po odcepu maščobnih kislin.

Metabolizem glukuronata:Metabolizem glukuronata:

Zelo polarna molekula, sestavni

del glikozaminoglikanov

in bilirubina ter steroidnih hormonov.

Glukuronat nastane iz glukoze po

poti uronske kisline.

Nastanek glikozaminoglikanovNastanek glikozaminoglikanov

GLICOLIZAGLICOLIZA

GLUCONEOGENEZAGLUCONEOGENEZA

GlicoliGlicolizaza (Embden-Meyerhof-Parnas)(Embden-Meyerhof-Parnas) - scindarea Gl în condiţii aerobe până - scindarea Gl în condiţii aerobe până

la COla CO22 şi H şi H22O (38 sau 36 mol de ATP); O (38 sau 36 mol de ATP); în condiţii anaerobe până la 2 mol de în condiţii anaerobe până la 2 mol de acid lactic (2 mol de ATP)acid lactic (2 mol de ATP)

Rolul: se realizează în scopul Rolul: se realizează în scopul procurării energiei – ATP (de către procurării energiei – ATP (de către toate ţesuturile)toate ţesuturile)

În ficat şi alte ţesuturi – prin glicoliză În ficat şi alte ţesuturi – prin glicoliză (prin intermediarii săi) se obţin lipide (prin intermediarii săi) se obţin lipide de rezervă (Tg)de rezervă (Tg)

Localizarea: citozolLocalizarea: citozol

1. Fosforilarea Gl1. Fosforilarea Gl

2. 2. Izomerizarea Gl 6 P în Fr 6 PIzomerizarea Gl 6 P în Fr 6 P

3. 3. Fosforilarea Fr 6 PFosforilarea Fr 6 P

FosfofructokinazaFosfofructokinaza

această reacţie reprezintă etapa limitantă această reacţie reprezintă etapa limitantă de viteză în glicolizăde viteză în glicoliză

Este o E alosterică:Este o E alosterică: Inhibitori: ATP; PEP; 1,3 difosfoglicerat; Inhibitori: ATP; PEP; 1,3 difosfoglicerat;

citratulcitratul Activatori: AMP, ADP, Fructozo 1,6 difosfat, Activatori: AMP, ADP, Fructozo 1,6 difosfat,

Fructozo 2,6 difosfat (ea creşte afinitatea E Fructozo 2,6 difosfat (ea creşte afinitatea E pentru S, micşorînd-o însă pe cea a pentru S, micşorînd-o însă pe cea a inhibitorilor: citrat şi ATP). inhibitorilor: citrat şi ATP).

4. Scindarea Fr 1,6 difosfatului în 2 4. Scindarea Fr 1,6 difosfatului în 2 trioze fosfattrioze fosfat

5. 5. Izomerizarea triozofosfaţilorIzomerizarea triozofosfaţilor

6. DH şi fosforilarea 6. DH şi fosforilarea gliceraldehidfosfatuluigliceraldehidfosfatului

7. Fosforilare la nivel de substrat7. Fosforilare la nivel de substrat

8. 8. Transformarea 3 fosfogliceratului în Transformarea 3 fosfogliceratului în 2 fosfoglicerat2 fosfoglicerat

9. Dehidratarea 2 fosfogliceratului9. Dehidratarea 2 fosfogliceratului

10. a 2 fosforilare la nivel de 10. a 2 fosforilare la nivel de substratsubstrat

PIRUVATKINAZAPIRUVATKINAZA

Se prezintă sub 2 forme: L (ficat) şi M (muşchi)Se prezintă sub 2 forme: L (ficat) şi M (muşchi) Izoenzimele de tip L – sunt E alosterice:Izoenzimele de tip L – sunt E alosterice: Activatori: Fructoza 1,6 difosfatulActivatori: Fructoza 1,6 difosfatul Inhibitori: ATP. Ala; acil CoA; Acetil CoAInhibitori: ATP. Ala; acil CoA; Acetil CoA Reglare covalentă: este activă în forma Reglare covalentă: este activă în forma

defosforilată (promovată de insulină) şi inactivă în defosforilată (promovată de insulină) şi inactivă în forma fosforilată (glucagon şi catecolamine)forma fosforilată (glucagon şi catecolamine)

Reglare hormonală : insulina – inductor al E, Reglare hormonală : insulina – inductor al E, activînd transcrierea genei ce-i corespunde; activînd transcrierea genei ce-i corespunde; glucagonul – acţionează ca represorglucagonul – acţionează ca represor

În condiţii anaerobe: În condiţii anaerobe: 11. Reducerea piruvatului11. Reducerea piruvatului

Bilanţul energetic al glicolizei aerobeBilanţul energetic al glicolizei aerobe

BILANŢUL ENERGETIC AL BILANŢUL ENERGETIC AL GLICOLIZEI ANAEROBEGLICOLIZEI ANAEROBE

GLUKONEOGENEZAGLUKONEOGENEZA

GLUKONEOGENEZAGLUKONEOGENEZA SinSinteza Gl din produşi neglucidici:teza Gl din produşi neglucidici:

1.1. Din piruvatDin piruvat

2.2. LactatLactat

3.3. AAAA

4.4. GlicerolGlicerol

5.5. OAOA Are loc în condiţiile de:Are loc în condiţiile de:

1.1. Epuizare a rezervelor de glicogen hepaticEpuizare a rezervelor de glicogen hepatic

2.2. În inaniţieÎn inaniţie

3.3. În cazul unui regim bogat în lipide şi proteine dar sărac în În cazul unui regim bogat în lipide şi proteine dar sărac în glucideglucide

4.4. În efort prelungitÎn efort prelungit

5.5. Localizat: ficat; cortexul renal (rinichiul asigură numai Localizat: ficat; cortexul renal (rinichiul asigură numai 20% din totalul de Gl produsă)20% din totalul de Gl produsă)

GLUKONEOGENEZAGLUKONEOGENEZA

Sunt reacţiile inverse ale glicolizei cu Sunt reacţiile inverse ale glicolizei cu excepţia a 3 reacţii ireversibile: a10, excepţia a 3 reacţii ireversibile: a10, a 3 şi 1.a 3 şi 1.

Deaceea există 3 căi de ocolire:Deaceea există 3 căi de ocolire: Transformarea piruvatului în PEPTransformarea piruvatului în PEP transformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfattransformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfat transformarea Gl 6 fosfat în GLtransformarea Gl 6 fosfat în GL

glicolizaglicoliza

I cale de ocolireI cale de ocolire::Transformarea piruvatului în PEPTransformarea piruvatului în PEP

PiruvatPiruvatccarboarboxxilazailaza Piruvat + HCOPiruvat + HCO33

-- + ATP + ATP oxaloacetat + ADP + P oxaloacetat + ADP + Pii

PEP cPEP carboarboxxiikikinazanaza : :ooxxaloacetataloacetat + GTP + GTP PEP + GDP + CO PEP + GDP + CO22

SumarSumar: Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP : Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP + Pi + 2H++ Pi + 2H+

II cale de ocolire:II cale de ocolire:transformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfattransformarea Fr 1,6 difosfat în Fr 6 fosfat

fructozafructoza-1,6--1,6-didissfosfatazafosfataza:: fructozafructoza-1,6--1,6-ddiP + HiP + H22O O fructoza fructoza -6-P -6-P

+ P+ Pii

III cale de ocolire:III cale de ocolire:transformarea Gl 6 fosfat în GLtransformarea Gl 6 fosfat în GL

glucozaglucoza-6--6-fosfatazafosfataza:: glucozaglucoza-6--6-fosfatfosfat+ H+ H22O O glucozaglucoza + P + Pii

Reacţia sumarăReacţia sumară

Glicoliză:Glicoliză: Glucoza +2NAD+ +2ADP +2Pi Glucoza +2NAD+ +2ADP +2Pi 2 piruvat +2NADH +2ATP2 piruvat +2NADH +2ATP

Gluconeogeneza din piruvat:Gluconeogeneza din piruvat:

2Piruvat+2NADH +4ATP+2GTP 2Piruvat+2NADH +4ATP+2GTP Glucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP Glucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP

+6Pi+6Pi

Gluconeogeneza din AAGluconeogeneza din AA Toţi AA glucoformatori (excepţie Leu şi Liz) – GlToţi AA glucoformatori (excepţie Leu şi Liz) – Gl Glu, Gln, His, Arg, Pro----- alfa cetoglutarat---- OAGlu, Gln, His, Arg, Pro----- alfa cetoglutarat---- OA Asp, Asn- - - OAAsp, Asn- - - OA Met, Ile--- propionil CoA---succinil CoA-----OAMet, Ile--- propionil CoA---succinil CoA-----OA Tir şi Fen ---- fumarat----OATir şi Fen ---- fumarat----OA AlaAla, Ser, Gli --- Piruvat, Ser, Gli --- Piruvat

Gluconeogeneza din lactatGluconeogeneza din lactat Lactat +NADH+H Piruvat +NADLactat +NADH+H Piruvat +NAD

E - LDHE - LDH

Gluconeogeneza din glicerolGluconeogeneza din glicerol

Reglarea glicolizei şi Reglarea glicolizei şi gluconeogenezeigluconeogenezei

GlicoliGlicoliza:za:

1.1. Hexokinaza/ glucokinaza (1)Hexokinaza/ glucokinaza (1)

2.2. Fosfofructokinaza (3)Fosfofructokinaza (3)

3.3. Piruvatkinaza (10)Piruvatkinaza (10) Gluconeogeneza:Gluconeogeneza:

1.1. Piruvatcarboxilaza şi PEPcarboxikinazaPiruvatcarboxilaza şi PEPcarboxikinaza

2.2. Fructozo -1,6- difosfatazaFructozo -1,6- difosfataza

3.3. Gl 6 fosfatazaGl 6 fosfataza

Reglarea alosterică a glicolizei şi Reglarea alosterică a glicolizei şi gluconeogenezeigluconeogenezei

Reglarea alosterică a glicolizei şi Reglarea alosterică a glicolizei şi gluconeogenezeigluconeogenezei

Reglarea hormonală:Reglarea hormonală: Activatori: glucagonul, catecolaminele, Activatori: glucagonul, catecolaminele,

glucocorticoizii (activează lipoliza – TG– glicerol --- glucocorticoizii (activează lipoliza – TG– glicerol --- substrat pentru gluconeogeneză)substrat pentru gluconeogeneză)

Glucocorticoizii – favorizează proteoliza Glucocorticoizii – favorizează proteoliza extrahepatică --- AA--- Glextrahepatică --- AA--- Gl

Glucagonul: micşorează concentraţia de fructozo Glucagonul: micşorează concentraţia de fructozo 2,6 difosfat (activator al fosfofructokinazei, 2,6 difosfat (activator al fosfofructokinazei, inhibitor al fructodifosfotazei) – va favoriza inhibitor al fructodifosfotazei) – va favoriza gluconeogeneza şi inhibă glicolizagluconeogeneza şi inhibă glicoliza

Insulina – inhibă gluconeogeneza şi activează Insulina – inhibă gluconeogeneza şi activează glicolizaglicoliza

Sistemul navetă malat-aspartatSistemul navetă malat-aspartat

++ NADH+H - din glicoliză (6)- nu se poate include în lanţul NADH+H - din glicoliză (6)- nu se poate include în lanţul

respirator, deoarece se află în citozol. Transferul lui are loc respirator, deoarece se află în citozol. Transferul lui are loc prin căi indirecte – sistemul navetă malat-aspartatprin căi indirecte – sistemul navetă malat-aspartat

Sistemul navetă glicerol fosfatSistemul navetă glicerol fosfat

METABOLIZMUL GL ÎN ŢESUTUL ADIPOSMETABOLIZMUL GL ÎN ŢESUTUL ADIPOS

TRANSPORTUL GL ÎN CELULĂ

FOSFORILAREA GL HEXOKINAZEI

GLICOLIZA

LIPOGENEZA

ŞUNTUL PENTOZO FOSFAT

GLICOGENEZA

GLICOGENOLIZA

Căile metabolice a Gl în ficatCăile metabolice a Gl în ficat

TRANSPORTUL GL ÎN CELULĂ

FOSFORILAREA GL GLUCOKINAZEI

GLICOLIZA

LIPOGENEZA

ŞUNTUL PENTOZO FOSFAT GLICOGENEZA

GLICOGENOLIZA

TRANSPORT ÎN CELULĂ

C kREBS

HIDROLIZA GL-6-FOSFATULUI ŞI

TRANSPORTUL GL ÎN ŢESUTURI

SINTEZA GLUCURONIZILOR

Ko zmanjka kisika (npr.preveč dela v mišicah) = končni produkt LAKTAT

V večini tkiv = končni produkt PIRUVAT

GLIKOLIZAGLIKOLIZA

GLIKOLIZA – Embden-GLIKOLIZA – Embden-Meyerhof ciklusMeyerhof ciklus

modro – substrati

Zeleno – encimi

Rdeče- visoko energijski intermediati – za sintezo ATP

Ciclul pentozofosfatCiclul pentozofosfat Metabolismul Metabolismul

Fructozei Fructozei Metabolismul Metabolismul

galactozeigalactozei

Şuntul pentozofosfatŞuntul pentozofosfat O altă cale de degradare a Gl 6 fosfatO altă cale de degradare a Gl 6 fosfat Localizat: în citoplasmăLocalizat: în citoplasmă Activ:Activ:1.1. Ţesut adiposŢesut adipos2.2. FicatFicat3.3. CorticosuprarenaleCorticosuprarenale4.4. Glanda mamară în lactaţieGlanda mamară în lactaţie5.5. Ţesut limfaticŢesut limfatic Relativ activ:Relativ activ:1.1. În eritrociteÎn eritrocite Slab activ:Slab activ: Inimă, Inimă, Ţesut muscularŢesut muscular Muschii sceleticiMuschii sceletici

ROLUL ROLUL

NADPH,NADPH,1.1. Biosinteza AG, Col, a. Biosinteza AG, Col, a.

biliari,; vitaminei D; h. biliari,; vitaminei D; h. corticosuprarenali corticosuprarenali

2.2. Neutralizarea Neutralizarea medicamentelor şi medicamentelor şi toxinelor în lanţul toxinelor în lanţul oxigenazic; neutralizarea oxigenazic; neutralizarea NH3 în cazul aminării NH3 în cazul aminării reductivereductive

3.3. Reducerea glutationului Reducerea glutationului oxidat în glutation redus.oxidat în glutation redus.

RIBOZA-5-FOSFATRIBOZA-5-FOSFAT1.1. Sinteza nucleozidelor, Sinteza nucleozidelor,

nucleotidelor, ANnucleotidelor, AN2.2. Sinteza HisSinteza His3.3. Sinteza Co: NAD, NADP, Sinteza Co: NAD, NADP,

FAD, CoAFAD, CoA

producător

EtapeleEtapele

Implică 2 etape:Implică 2 etape:

1.1. Conversia hexozelor la pentoze Conversia hexozelor la pentoze (etapa oxidativă)(etapa oxidativă)

2.2. Conversia pentozelor la hexozeConversia pentozelor la hexoze

Conversia hexozelor la pentoze Conversia hexozelor la pentoze (etapa oxidativă)(etapa oxidativă)

1. DH Cl 6 fosfatului la 6fosfoglucolactonă (produs intermediar)

2. hidroliza 6 fosfoglucolactonei la 6 fosfogluconat

DH şi decarboxilareaDH şi decarboxilarea 6 fosfogluconatului 6 fosfogluconatului

Conversia ribulozei 5 fosfatConversia ribulozei 5 fosfat

2. Conversia pentozelor la hexoze2. Conversia pentozelor la hexoze

2 ribulozo-5-fosfat + 2 xilulozo-5-fosfat 2 sedoheptulozo – 7-2 ribulozo-5-fosfat + 2 xilulozo-5-fosfat 2 sedoheptulozo – 7-fosfat + 2 gliceraldehid–3-fosfatfosfat + 2 gliceraldehid–3-fosfat

2 sedoxeptulozo 7 fosfat+ 2 gliceraldehid 3 fosfat 2 sedoxeptulozo 7 fosfat+ 2 gliceraldehid 3 fosfat 2 fructozo 6 fosfat+ 2 eritrozo 4 fosfat2 fructozo 6 fosfat+ 2 eritrozo 4 fosfat

Bilanţul sumarBilanţul sumar 2 eritrozo 4 fosfat 2 eritrozo 4 fosfat ++ 2 xilulozo 5 fosfat 2 xilulozo 5 fosfat

2 fructo2 fructozo 6 fosfat + 2 gliceraldehid 3 fosfatzo 6 fosfat + 2 gliceraldehid 3 fosfat

Bilanţul:Bilanţul:

6 glucozo 6P + 12 NADP +6H2O 6 CO2 +12NADPH+H +6 glucozo 6P + 12 NADP +6H2O 6 CO2 +12NADPH+H +

4 fructozo 6P + 2 gliceraldehid 3 P4 fructozo 6P + 2 gliceraldehid 3 P

2 gliceraldehid 3 P = fructozo1,6 difosfat = glucozo 6P2 gliceraldehid 3 P = fructozo1,6 difosfat = glucozo 6P

4fructozo 6P= 4 glucozo 6P4fructozo 6P= 4 glucozo 6P

6 glucozo 6P + 12 NADP +6H2O 6 CO2 +12NADPH+H +6 glucozo 6P + 12 NADP +6H2O 6 CO2 +12NADPH+H +

+5glucozo 6P+ H3PO4+5glucozo 6P+ H3PO4

glucozo 6P + 12 NADP +7H2O 6 CO2 glucozo 6P + 12 NADP +7H2O 6 CO2 +12NADPH+H +H3PO4+12NADPH+H +H3PO4

ReglareaReglarea

Glucozo 6P DH:Glucozo 6P DH: Activatori: mărirea de NADPActivatori: mărirea de NADP Inhibitori: NADPH+H; acil CoAInhibitori: NADPH+H; acil CoA Activitatea şuntului e controlată de Activitatea şuntului e controlată de

raportul glutation oxidat/glutation redus. raportul glutation oxidat/glutation redus. Concentraţiile mari de GSSG creşte viteza Concentraţiile mari de GSSG creşte viteza şuntuluişuntului

Sinteza DH creşte ăn glanda mamară în Sinteza DH creşte ăn glanda mamară în perioada de lactaţie; scade în ficat şi perioada de lactaţie; scade în ficat şi ţesutul adipos în diabet şi inaniţieţesutul adipos în diabet şi inaniţie

Deficienţele ereditare ale E Deficienţele ereditare ale E

Deficienţa transcetolazei ( E are o afinitate Deficienţa transcetolazei ( E are o afinitate redusă pentru TPP) – conduce la tulburări redusă pentru TPP) – conduce la tulburări neurologice (sd Wernicke – Korsakoff)neurologice (sd Wernicke – Korsakoff)

Deficienţa de Gl 6PDH – se manifestă în Deficienţa de Gl 6PDH – se manifestă în special în eritrocite, unde calea special în eritrocite, unde calea pentozofosfat e unica sursă de NADPH+H – pentozofosfat e unica sursă de NADPH+H – conduce la hemoliza eritrocitelorconduce la hemoliza eritrocitelor

NADPH+H – protejează AGnesaturaţi de NADPH+H – protejează AGnesaturaţi de interacţiunea O2 în membrană şi asigură interacţiunea O2 în membrană şi asigură gradul de oxidare a Fe 2+ în hemoglobină.gradul de oxidare a Fe 2+ în hemoglobină.

Metabolismul FructozeiMetabolismul Fructozei Fr parvine din zaharozăFr parvine din zaharoză 2 căi metabolice2 căi metabolice1. 1. în rinichi, muschii scheletici:în rinichi, muschii scheletici:Fr + ATP Fr 6P + ADP Fr + ATP Fr 6P + ADP E- hexokinazaE- hexokinaza2. 2. În ficatÎn ficatFr + ATP Fr1P + ADPFr + ATP Fr1P + ADPE- fructokinazaE- fructokinazaAbsenţa fructokinazei conduce la fructozurie Absenţa fructokinazei conduce la fructozurie

esenţială – starea nu se agravează, dar se esenţială – starea nu se agravează, dar se acumulează Fr în urinăacumulează Fr în urină

Fr 1P dioxiacetonfosfat + Fr 1P dioxiacetonfosfat + gliceraldehidăgliceraldehidă

E- aldolazaE- aldolaza Absenţa E – intoleranţî ereditară a Absenţa E – intoleranţî ereditară a

Fr:Fr:1.1. Acumularea intracelulară a Fr1PAcumularea intracelulară a Fr1P2.2. Hipoglicemie, vomă, icter, Hipoglicemie, vomă, icter,

hemoragiehemoragie3.3. Insuficienţă hepaticăInsuficienţă hepatică Tratament: dietă fără Fr şi zaharozăTratament: dietă fără Fr şi zaharoză

Gliceraldehida (GA) intră în Gliceraldehida (GA) intră în glicoliză pe următoarele căi:glicoliză pe următoarele căi:

1. 1. Sub formă de GA fosfatSub formă de GA fosfat

GGA + ATP Gliceraldehidfosfat +ADPA + ATP Gliceraldehidfosfat +ADP

E – tiokinazaE – tiokinaza

2. 2. Sub formă de dioxiaceton fosfatSub formă de dioxiaceton fosfat

GA + NADH+H glicerol GA + NADH+H glicerol

Glicerol +ATP glicerol 3PGlicerol +ATP glicerol 3P

Glicerol 3P +NAD dioxiacetonP +NADH+HGlicerol 3P +NAD dioxiacetonP +NADH+H

3. 3. Ca 2 fosfogliceratCa 2 fosfoglicerat

GA +NAD+H2O glicerat + NADH+HGA +NAD+H2O glicerat + NADH+H

Glicerat + ATP 2fosfoglicerat + ADPGlicerat + ATP 2fosfoglicerat + ADP

Metabolismul galactozei (Gal)Metabolismul galactozei (Gal) Se metabolizează în ficat şi rinichiSe metabolizează în ficat şi rinichi

1. 1. Fosforilarea GalFosforilarea Gal

Gal + ATP Gal 1P + ADPGal + ATP Gal 1P + ADP

E- galactokinazaE- galactokinaza

2. 2. Interacţiunea Gal 1P cu UDP-GlInteracţiunea Gal 1P cu UDP-Gl

Gal 1P + UDP-Gl UDP-Gal- + Gl 1PGal 1P + UDP-Gl UDP-Gal- + Gl 1P

E- UDP glucozo-galactozo 1P uridil transferazaE- UDP glucozo-galactozo 1P uridil transferaza

3. 3. Interconversia UDP-Gal în UDP-GlInterconversia UDP-Gal în UDP-Gl

UDP-Gal UDP-GlUDP-Gal UDP-Gl

E – epimerazaE – epimeraza

Soarta UDP gl:Soarta UDP gl:

1.1. Sinteza glicogenuluiSinteza glicogenului

2.2. UDP Gl +PP----UTP+Gl1P Gl 1P----Gl6PUDP Gl +PP----UTP+Gl1P Gl 1P----Gl6P

GalactozemiaGalactozemia Deficienţa galactokinazeiDeficienţa galactokinazei – conduce la – conduce la

galactozemie şi galactozurie:galactozemie şi galactozurie:1.1. Cataracta cristalinuluiCataracta cristalinului2.2. Reducerea Gal la galactiolReducerea Gal la galactiol Deficitul E –UDPGl-Gal 1P-uridiltransferază – Deficitul E –UDPGl-Gal 1P-uridiltransferază –

conduce la galactozemia clasicăconduce la galactozemia clasică1.1. Dereglare autosomal recesivăDereglare autosomal recesivă2.2. Alterări hepaticeAlterări hepatice3.3. CataractăCataractă4.4. Tulburări neuropsihice (alteraţie mentală severă)Tulburări neuropsihice (alteraţie mentală severă) Tratament: dietă fără GalTratament: dietă fără Gal

Calea acidului glucuronicCalea acidului glucuronic

O altă cale de metabolizare a Gl este formarea a. O altă cale de metabolizare a Gl este formarea a. glucuronicglucuronic

1. Activarea Gl1P sub formă de UDP-Gl1. Activarea Gl1P sub formă de UDP-Gl UTP + Gl1P Gl-UDP + PPUTP + Gl1P Gl-UDP + PP E- UDP-Gl-pirofosforilazaE- UDP-Gl-pirofosforilaza Gl-UDP + 2NAD +H2O ---- Glucuronat-UDP+ 2 Gl-UDP + 2NAD +H2O ---- Glucuronat-UDP+ 2

NADH+HNADH+H UDP- glucoronat +H2O a. glucuronic l UDP- glucoronat +H2O a. glucuronic l

Samo v mlečnih žlezah, preko UDP-glukoze in encimov:

Laktoza sintaza in galaktozil transferaza.

Ob prisotnosti alfa-laktalbumina tvori laktozo, v nemlečnih tkivih pa N-acetillaktozamin.

Regeneracija reduciranega glutationa zahtevaRegeneracija reduciranega glutationa zahteva NADPH, NADPH, tvorjenega v eritrocitih po poti pentoza tvorjenega v eritrocitih po poti pentoza fosfata:fosfata:

Glutation ReduGlutation Redukktatazaza katalizirakatalizira:: GSSGGSSG + + NADPHNADPH + + HH++ 2 GSH2 GSH + + NADPNADP++

Glutation peroksidazaGlutation peroksidaza katalizira razgradnjo peroksidakatalizira razgradnjo peroksida, , 2 2 molekuli glutationa molekuli glutationa (GSH) (GSH) se oksidirata v disulfidse oksidirata v disulfid. .

2 GSH + ROOH 2 GSH + ROOH GSSG + ROH + H GSSG + ROH + H22OO

Glutation peroksidaza uporablja mikroGlutation peroksidaza uporablja mikro element element selenselen kot kot funkcionalno skupinofunkcionalno skupino. . Primarna struktura vsebuje analog cisteinaPrimarna struktura vsebuje analog cisteina, , selenocselenocisteinistein, Se , Se je namestoje namesto S. S.

H3N+HC CH2 CH2

COO

C

O

NH

CH

CH2

SH

C

O

NH

CH2 COO

-glutamyl-cysteinyl-glycine Glutathione

GlutationGlutation je tripeptid, ki vključuje Glu vezan na izopeptidno vez na je tripeptid, ki vključuje Glu vezan na izopeptidno vez na stranski verigi karbonila. stranski verigi karbonila. Funkcionalna skupina glutationa je Funkcionalna skupina glutationa je cistein tiolcistein tiol..

Vloga glutationa:Vloga glutationa:

DegradaDegradacija vodikovega peroksidacija vodikovega peroksida,, ki nastane spontano v okoljih bogatih ki nastane spontano v okoljih bogatih s kisikom in eritrocitih. Vodikov peroksid lahko reagira z dvojnimi vezmi s kisikom in eritrocitih. Vodikov peroksid lahko reagira z dvojnimi vezmi maščobnih kislin v membrani – membrane “točijo”. maščobnih kislin v membrani – membrane “točijo”.

H3N+HC CH2 CH2

COO

C

O

NH

CH

CH2

SH

C

O

NH

CH2 COO

-glutamyl-cysteinyl-glycine Glutathione

GliceraldehidGliceraldehid-3-P and f-3-P and fruktozaruktoza-6-P, -6-P, nastala iznastala iz 5-C 5-C fosfatov fosfatov sladkorjevsladkorjev, , se lahko uporabita v glikolizi za sintezo se lahko uporabita v glikolizi za sintezo ATPATP. . Nastane Nastane

nekaj molekulnekaj molekul NADPHNADPH..

2 NADP+ 2 NADPH + CO2

glucose-6-P ribulose-5-P ribose-5-P

fructose-6-P, & glyceraldehyde-3-P

to Glycolysis

for production of ATP

Pentose Phosphate Pathway producing NADPH and ATP

GlGliceraldehidiceraldehid-3-P -3-P inin fru fruktozaktoza-6-P -6-P se lahko se lahko pretvorita vpretvorita v glukozaglukoza-6-P -6-P za ponoven vstop v pot za ponoven vstop v pot

pentoze fosfata, maksimalna sintezapentoze fosfata, maksimalna sinteza NADPHNADPH..

2 NADP+ 2 NADPH + CO2

glucose-6-P ribulose-5-P ribose-5-P

fructose-6-P, & glyceraldehyde-3-P

Pentose Phosphate Pathway producing maximum NADPH

RibuloRibulozaza-5-P -5-P se lahko pretvori v se lahko pretvori v riboribozaza-5--5-fosfatfosfat, , surovino za surovino za sintezosintezo nunukkleotidleotidov ov in nukleinskih kislinin nukleinskih kislin. . Sintetizira se Sintetizira se NADPHNADPH..

Odvisno od potreb celice po riboza-5-fosfatu, NADPH, in ATP, pot pentoza fosfata deluje po različnih načinih da maksimira različne produkte:

2 NADP+ 2 NADPH + CO2

glucose-6-P ribulose-5-P ribose-5-P

Pentose Phosphate Pathway producing NADPH and ribose-5-phosphate

Celokupna reakcijaCelokupna reakcija

CC55 + + CC55 C C33 + C + C77 (Transketola (Transketolazaza))

CC33 + C + C77 CC66 + C+ C44 (Transaldola (Transaldolazaza))

CC55 + C + C44 CC66 + + CC33 (Transketola (Transketolazaza))________________________________________________________

3 C3 C55 2 C2 C66 + + CC33 ( (skupna reakcijaskupna reakcija) )

glukozaglukoza-6--6-fosfat se lahko regenerira ali izfosfat se lahko regenerira ali iz 3-C3-C glgliiceraldehceraldehiid-3-d-3-fosfatafosfata ali izali iz 6-C6-C fru frukktotozaza-6--6-fosfatafosfata, , via via encimov glukoneogenezeencimov glukoneogeneze. .

HORMONSKA REGULACIJA METABOLIZMA HORMONSKA REGULACIJA METABOLIZMA GLIKOGENAGLIKOGENA

Insulin deluje preko sekundarnih prenašalcev v biosintezi glikogena v

mišicah.

Glikogeneza v jetrih odvisna od hormona insulina

Glikogenoliza odvisna od hormona glukagona in

epinefrina

Mediatorji: Ca2+, cAMP, inozitol trifosfat

Glycogen Storage Disease Symptoms, in addition to glycogen accumulation

Type I, liver deficiency of Glucose-6-phosphatase (von Gierke's disease)

hypoglycemia (low blood glucose) when fasting, liver enlargement.

Type IV, deficiency of branching enzyme in various organs, including liver (Andersen's disease)

liver dysfunction and early death.

Type V, muscle deficiency of Glycogen Phosphorylase (McArdle's disease)

muscle cramps with exercise.

Type VII, muscle deficiency of Phosphofructokinase.

inability to exercise.

• METABOLIZEM DRUGIH METABOLIZEM DRUGIH SLADKORJEV:SLADKORJEV:

FRUKTOZA,FRUKTOZA,GALAKTOZA,GALAKTOZA,

MANOZA,MANOZA,GLICEROL,GLICEROL,

GLUKURONAT GLUKURONAT

Metabolizem fruktoze:Metabolizem fruktoze:

Telo lahko porabi fruktozo kot glavni vir energije. Metabolne poti se razlikujejo v jetrih in mišicah:

Direkten metabolit glikolize

Jetra potrebujejo

še druge encime ,

vsebujejo več glukokinaze in zelo malo heksokinaze.

Metabolizem galaktoze:Metabolizem galaktoze:

Se metabolizira iz mlečnega sladkorja - laktoze. V glikolizo vstopa kot glukoza-1-fosfat (G1P):

Z fosforilacijo katalizirano z

galaktokinazo preko epimerizacije z

galaktoza-1-fosfat uridil transferazo

Konverzija v G6P z

fosfoglukoza mutazo.

Metabolizem manoze:Metabolizem manoze:

Prebava mnogih polisaharidov in glikoproteinov daje manoze – fosforilirana z heksokinazo do manoza-6-fosfata in konvertirana v fruktoza-6-fosfat z fosfomanozno izomerazo – v glikolizo vstopa kot G6P s potjo glukoneogeneze:

Manoza je v evkariotih sestavni del N- in O-vezanih glikanov.Manoza je v evkariotih sestavni del N- in O-vezanih glikanov.

Vezava glikanov na proteine:

Metabolizem glicerola:Metabolizem glicerola:

Vir je adipozno tkivo – vstop v glukoneogenezo v obliki C-skeleta po odcepu maščobnih kislin.

Metabolizem glukuronata:Metabolizem glukuronata:

Zelo polarna molekula, sestavni

del glikozaminoglikanov

in bilirubina ter steroidnih hormonov.

Glukuronat nastane iz glukoze po

poti uronske kisline.

Nastanek glikozaminoglikanovNastanek glikozaminoglikanov

Metabolizem glicerola:Metabolizem glicerola:

Vir je adipozno tkivo – vstop v glukoneogenezo v obliki C-skeleta po odcepu maščobnih kislin.

Metabolizem glukuronata:Metabolizem glukuronata:

Zelo polarna molekula, sestavni

del glikozaminoglikanov

in bilirubina ter steroidnih hormonov.

Glukuronat nastane iz glukoze po

poti uronske kisline.

Nastanek glikozaminoglikanovNastanek glikozaminoglikanov