METABOLT SCHEMA:
Cellens energivaluta är främst ATP adenosintrifosfat. Finns även andra analoger till ATP, t ex UTP uridintrifosfat där kvävebasen adenin bytts mot uracil. Dessa molekyler är så energirika p g a att de innehåller fyra negativa laddningar i närheten av varandra. Energin som krävs för att hålla samman molekylen kan frigöras när ATP hydrolyseras.
Steg som skiljer glukoneogenesen från glykolysen: 1. PYRUVAT FOSFOENOLPYRUVAT Sker i två steg i glukoneogenesen: Pyruvat oxaloacetat Pyruvat + CO 2 + ATP oxaloacetat + ADP + P i + 2H + Enzym: Pyruvatkarboxylas Oxaloacetat fosfoenolpyruvat Oxaloacetat + GTP fosfoenolpyruvat + GDP + CO 2 Enzym: Fosfoenolpyruvatkarboxykinas OBS!! Energi behövs för båda stegen. 2. FRUKTOS-1,6-BISFOSFAT FRUKTOS-6- FOSFAT Fruktos-1,6-bisfosfat + H 2 O fruktos-6-fosfat + P i Enzym: Fruktos-1,6-bisfosfatas 3. GLUKOS-6-FOSFAT GLUKOS Glukos-6-fosfat + H 2 O glukos + P i Enzym: Glukos-6-fosfatas Detta enzym finns enbart i levern eftersom en av leverns funktioner är att kontrollera blodsockerhalten. P i = fosfatgrupp = HPO 4 2-
Kontroll av glykolys/glukoneogenes: Viktigt med strikt kontroll så glykolysen och glukoneogenesen inte sker samtidigt. Främsta kontrollkriteriet: ENERGISTATUS - Signal att mycket metabol energi finns: o ATP o Citrat o AcetylCoA - Signal om att energinivån är låg: o AMP o ADP Dock kan kontrollen styras även av andra faktorer som t ex tillgång på utgångsmaterial.
Mer specifik kontroll av glykolys/glukoneogenes: Två viktiga kontrollsteg: 1. PYRUVAT FOSFOENOLPYRUVAT Glykolys: Fosfoenolpyruvat Pyruvat Enzym: Pyruvatkinas Enzymet inhiberas av: - ATP (hög energinivå) - Alanin (kan i ett steg omvandlas till pyruvat betyder alltså att vi redan har mycket av produkten.) Glukoneogenes: Två steg: 1. Pyruvat Oxaloacetat Enzym: Pyruvatkarboxylas Enzymet inhiberas av: - ADP (låg energinivå) Enzymet aktiveras av: - AcetylCoA Enzymet inhiberas av: 2. Oxaloacetat Fosfoenolpyruvat Enzym: Fosfoenolpyruvatkarboxykinas - ADP (låg energinivå)
2. FRUKTOS-1,6-BISFOSFAT FRUKTOS-6-FOSFAT Glykolys: Fruktos-6-fosfat Fruktos-1,6-bisfosfat Enzym: Fosfofruktokinas Enzymet inhiberas av: Enzymet aktiveras av: - ATP (hög energinivå) - Citrat (hög energinivå) - AMP (låg energinivå) Glukoneogenes: Fruktos-1,6-bisfosfat Fruktos-6-fosfat Enzym: Fruktosbisfosfatas Enzymet inhiberas av: Enzymet aktiveras av: - AMP (låg energinivå) - Citrat (hög energinivå) Alltså; Glukoneogenesen favoriseras när cellen har mycket energi och mycket utgångsmaterial för syntes och under de betingelserna stängs glykolysen av. Notera även att mängden av enzymerna kan regleras, s k transkriptionell reglering, men denna typ av kontrollsystem ger effekter på längre sikt.
GLYKOGEN: Grenad glukospolymer som fungerar som lagringsform för metabol energi. Depåer finns främst i MUSKLERNA för snabb tillgång vid muskelarbete men även i LEVERN för kontroll av blodsockernivån.
Bildning av glykogen: Sker i tre steg: 1. Glukos-6-fosfat isomeriseras till glukos-1-fosfat 2. Glukos-1-fosfat aktiveras av UTP Glukos-1-fosfat + UTP + H 2 O UDP-glukos + 2 P i 3. x UDP-glukos Glykogen x + x UDP Enzym: Glykogensyntas OBS! Notera att UTP är en analog till ATP, d v s syntesen av glykogen är en energikrävande process. Nedbrytning av glykogen: 1. Glukosenheterna i glykogen fosforyleras och spjälkas därefter av som glukos-1-fosfat. Glykogen x + P i glukos-1-fosfat + glykogen x-1 Enzym: Glykogenfosforylas 2. Glukos-1-fosfat isomeriseras till glukos-6-fosfat I levern: Om glukosmolekylen ska lämna cellen för att öka blodsockernivån defosforyleras den m h a enzymet glukos- 6-fosfatas. Annars nyttjas glukos-6-fosfat direkt för att ge ATP i glykolysen.
Kontroll glykogensyntes/-nedbrytning: Glykogensyntes: Enzym: Glykogensyntas Enzymet inhiberas av: - AMP (låg energinivå) Enzymet aktiveras av: - ATP (hög energinivå) - glukos-6-fosfat (mycket utgångsmaterial) Glykogennedbrytning: Enzym: Glykogenfosforylas Enzymet inhiberas av: - ATP (hög energinivå) - glukos-6-fosfat (mycket produkt finns redan) Enzymet aktiveras av: - AMP (låg energinivå) OBS! Finns mycket energi i cellen kan denna användas för att bygga glykogen, d v s lagra energin till ett senare tillfälle. Hela individens bästa; Om blodsockernivån är för låg utsöndras hormonet GLUKAGON Glykogenfosforylas fosforyleras mer AKTIV form.