1 / 27

Metabolismus sacharidů

Metabolismus sacharidů. Pavla Balínová. Zdroje glukózy. ● z potravy (4 hodiny po jídle) ● z glykogenu (4 - 24 hodiny po jídle) ● z glukoneogeneze (dny po jídle, hladovění). Obrázek byl převzat z knihy: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical

alaqua
Download Presentation

Metabolismus sacharidů

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Metabolismus sacharidů Pavla Balínová

  2. Zdroje glukózy • ●z potravy (4 hodiny po jídle) • ● z glykogenu (4 - 24 hodiny po jídle) • ● z glukoneogeneze (dny po jídle, hladovění) Obrázek byl převzat z knihy: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997

  3. Glykémie • hladina glukózy v krvi • fyziologická norma glykémie nalačno 3,3 – 5,6 mmol/l • je velmi přísně regulována řadou hormonů (inzulín, glukagon, adrenalin, kortizol, …) • po jídle může přechodně vystoupit až na 7,1 mmol/l

  4. Vstup glukózy do buněk • a) usnadněnou difúzí (GLUT 1 – 7) • GLUT 1 – hematoencefalická bariéra, erytrocyty • GLUT 2 – játra, β-buňky v pankreatu • GLUT 3 – neurony • GLUT 4 – kosterní a srdeční svalovina, tuková tkáň • b) kotransportem s Na+iontem (SGLT-1 a 2) tenké střevo, ledviny Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997.

  5. Transport Glc do buněk je závislý na účinku inzulínu (GLUT-4) v následujících tkáních: srdeční a kosterní svalovina, tuková tkáň Vliv inzulínu na cílové buňky • Obrázek byl převzat z http://www.mfi.ku.dk/ppaulev/chapter27/Chapter%2027.htm

  6. Dráhy utilizace glukózy – glykolýza, pentózafosfátový cyklus, syntéza glykogenu • Fosforylace glukózy • po vstupu do buňky je Glc vždy fosforylována za vzniku Glc-6-P • enzym hexokináza katalyzuje esterifikaci glukózy • donorem fosfátové skupiny je ATP! • enzym je inhibován nadbytkem Glc-6-P • existují 2 isoenzymy katalyzující vznik Glc-6-P: hexokináza a glukokináza • hexokináza má vyšší afinitu ke glukóze než glukokináza

  7. Hexokináza vs. glukokináza KM hexokináza = 0,1 mM KM glukokináza = 10 mM • Obrázek byl převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/glycolysis.html

  8. Glykolýza • ●substrát: Glc-6-P • · produkt: pyruvát (event. laktát) • · funkce: zdroj ATP • · buněčná lokalizace: cytosol • · orgánová lokalizace: všechny tkáně • · regulační enzymy: 6-fosfofrukto-1-kináza je hlavním regulačním enzymem • Regulační enzymy jsou aktivovány hormonem inzulínem!

  9. ATP vzniká v glykolýze při přeměně: • 1,3-bisfosfoglycerátu na 3-fosfoglycerát • fosfoenolpyruvátu (PEP) na pyruvát Obě reakce jsou fosforylace na substrátové úrovni!

  10. Schéma glykolýzy • Obrázek byl převzat zhttp://web.indstate.edu/thcme/mwking/glycolysis.html

  11. Regulace glykolýzy • Regulační enzymy • ● Hexokináza – inhibice Glc-6-P • ● Glukokináza - aktivace inzulínem • – inhibice Fru-6-P • ● 6-fosfofruktokináza-1 (PFK-1) • – aktivace inzulínem,↑AMP / ATP, Fru-2,6-bisP • - inhibice ↑ ATP /AMP, citrát • ●Pyruvátkináza • – aktivace inzulínem, Fru-1,6-bisP • - inhibice glukagonem, ↑ ATP /AMP, acetyl-CoA

  12. Přeměna pyruvátu na laktát • je katalyzována laktátdehydrogenázou (LD) • LD je lokalizována v mnoha tkáních a je známo 5 izoenzymů • je vratná reakce: CH3-CO-COO- + NADH + H+↔ CH3-CH(OH)-COO- + NAD+ • probíhá zde regenerace redukovanéhoNADH + H+ zpět naNAD+ - velmi důležité v případě nedostatku kyslíku ve tkáních!

  13. Pentózový cyklus(pentózafosfátová dráha) • · substrát: Glc-6-P • · produkt: CO2, NADPH + H+ • · funkce: zisk NADPH + H+, zisk rib-5-P pro syntézu nukleotidů, vzájemné přeměny monosacharidů • · buněčná lokalizace: cytosol • · orgánová lokalizace: všechny tkáně • · regulační enzym: glukóza-6-fosfátdehydrogenáza

  14. Pentózový cyklus – v 1. fázi je Glc-6-P oxidován za vzniku Rub-5-P • Obrázek byl převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/pentose-phosphate-pathway.html

  15. Pentózový cyklus – ve 2. fázi probíhají vzájemné přeměny monosacharidfosfátů • Obrázek byl převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/pentose-phosphate-pathway.html

  16. Syntéza glykogenu (glykogeneze) · substrát: Glc-6-P · produkt: glykogen · funkce: skladování glukózy ve formě glykogenu · buněčná lokalizace: cytosol · orgánová lokalizace: zejména játra a kosterní sval, menší zásoby glykogenu mají i ostatní tkáně · regulační enzym: glykogensyntháza Enzym glykogensyntháza je inhibován fosforylací (glukagon v játrech a adrenalin ve svalech)!

  17. Syntéza glykogenu • Glc-6-P → Glc-1-P • Glc-1-P + UTP → UDP-Glc + PPi • Glykogensyntáza katalyzuje tvorbu • 1→4 glykosidových vazeb. • Větvení tedy vznik 1→6 glykosidových vazeb je zajištěno enzymem amylo-(1,4 – 1,6)-transglykosylázou („branching enzyme“). Obrázek byl převzat z: http://en.wikipedia.org/wiki/Glycogen

  18. Dráhy sloužící k doplnění Glc do krve – degradace glykogenu a glukoneogeneze • Degradace glykogenu (glykogenolýza) · substrát: glykogen · produkt: Glc-6-P · funkce: uvolnění Glc z glykogenu · buněčná lokalizace: cytosol · orgánová lokalizace: játra, kosterní svaly, ale i všechny ostatní tkáně · regulační enzym: glykogenfosforyláza Enzym glykogenfosforyláza je aktivován fosforylací, kterou indukují hormony glukagon a adrenalin. Naopak inzulín působí inhibičně.

  19. Degradace glykogenu (glykogenolýza) • Glykogen (n Glc) + Pi→ Glc-1-P + glykogen (n - 1 Glc) • Enzym glykogenfosforyláza (štěpení 1→4 vazeb v buňkách probíhá fosforolyticky, v GIT hydrolyticky), produktem je Glc-1-P • Enzymy 4--glukanotransferáza a amylo- 1→6-glukosidáza („debranching enzyme“) štěpí úseky glykogenu s vazbou 1→6 • Glc-1-P ↔ Glc-6-Pfosfoglukomutáza • Glc-6-P → Glcglukóza-6-fosfatáza • (játra, ledviny, enterocyty)

  20. Glukoneogeneze • · substrát: laktát, pyruvát, alanin, glutamin, aspartát a jiné aminokyseliny, glycerol • · produkt: Glc-6-P • · funkce syntéza glukózy • · buněčná lokalizace: matrix mitochondrie + cytosol • · orgáová lokalizace: játra a ledviny • · regulační enzymy: pyruvátkarboxyláza a fosfoenolpyruvátkarboxykináza

  21. Schéma glukoneogeneze • Obrázek byl převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/gluconeogenesis.html

  22. Obrázek byl převzat z http://www.biochem.arizona.edu/classes/bioc462/462b/glycolysis.html

  23. Regulace glukoneogeneze • Hormony: • aktivace: kortizol, glukagon, adrenalin • inhibice: inzulín Enzym pyruvátkarboxyláza • aktivace: acetyl-CoA z β-oxidace MK → zdroj ATP Enzym fruktóza-1,6-bisfosfatáza • aktivace: citrát, hladovění • inaktivace: AMP, Fru-2,6-bisP Enzym glukóza-6-fosfatáza(v ER jater, ledvin a enterocytů!)

  24. Cyklus Coriových • Obrázek byl převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/gluconeogenesis.html

  25. Glukóza-alaninový cyklus • Obrázek byl převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/gluconeogenesis.html

  26. Metabolismus fruktózy • Fru je složkou disacharidu sacharózy • část Fru je v enterocytech přeměněna na Glc: • Fru-6-P → Glc-6-P → Glc • část Fru se vstřebá a dostává se do jater, kde je fosforylována: Fru + ATP → Fru-1-P + ADP enzymem fruktokinázou • Fru-1-P je rozložen aldolázou na glyceraldehyd (GA) a dihydroxyacetonfosfát (DHAP) • DHAP vstupuje do glykolýzy a GA po přeměně na glyceraldehyd-3-P také

  27. Metabolismus galaktózy • Gal je součástí disacharidu laktózy • v tenkém střevě se vstřebává stejným mechanismem jako Glc → do jater • v játrech je fosforylována za vzniku Gal-1-P: • Gal + ATP → Gal-1-P + ADP enzymem galaktokinázou • Gal-1-P je přeměněn na UDP-Gal: • Gal-1-P + UTP → UDP-Gal + PPi uridyltransferázou • UDP-Gal je využívána v syntéze laktózy v laktující mléčné žláze • epimerizace UDP-Gal na UDP-Glc enzymem 4-epimerázou • UDP-Glc může být použita v syntéze glykogenu, nebo v syntéze kys. glukuronové či glykoproteinů

More Related