METABOLIZEM OGLJIKOVIH HIDRATOV

Transcript

1 METABLIZEM GLJIKVIH HIDRATV KAK CELICA DBI GLUKZ IN STALE MNSAHARIDE? HRANA ZNTRAJCELIČNI GLIKGEN ali ŠKRB razgradnja s prebavnimi encimi GLUKZA in ostali monosaharidi fosforilitična cepitev prenos do celic GLUKNEGENEZA (sinteza glukoze de novo) PREBAVA GLJIKVIH HIDRATV usta Kompleksni sladkorji dvanajsternik tanko črevo debelo črevo oligosaharidi monosaharidi

2 PREBAVA ŠKRBA IN GLIKGENA α-amilaza β-amilaza stanek razvejitve α (1 6) glukozidaza debranching enzyme α(1 6) glukozidaza Nadaljnje cepitve z α-amilazo Glavne metabolične poti oglj. hidratov pri rastlinah in živalih GLIKGEN, ŠKRB Riboza 5-fosfat + NADPH+H + katabolizem fosfoglukonatna pot glikoliza GLUKZA NADH+H + +ATP anabolizem glukoneogeneza DISAHARIDI anaerobni metabolizem (živalska mišica) LAKTAT PIRUVAT ACETIL CoA C 2 +NADH +FADH 2 anaerobni metabolizem (npr. kvasovke) ADP + Pi oksidativna fosforilacija ETANL ATP 2 H 2 GLIKLIZA grš. glyco = sladka snov + lysis = cepitev - pretvorba glukoze do piruvata - anaerobna - poteka v živalih, rastlinah in mikroorganizmih - poteka v citoplazmi - 10 encimsko kataliziranih reakcij

3 1. HEKSKINAZA 2. FSFGLUK- IZMERAZA REAKCIJE V GLIKLIZI Glukoza Dihidroksiaceton fosfat 5. TRIZAFSFAT- IZMERAZA Gliceraldehid 3- fosfat 6. GLICERALDEHID 3-FSFAT DEHIDRGENAZA 1,3-Bifosfoglicerat 10. PIRUVAT KINAZA Glukoza 6-fosfat 4. ALDLAZA 3. FSF- FRUKTKINAZA 7. FSFGLICERAT KINAZA Fruktoza 6-fosfat Fruktoza 1,6-bifosfat 9. ENLAZA 3-Fosfoglicerat 8. FSFGLICERAT MUTAZA Piruvat Fosfoenolpiruvat 2-Fosfoglicerat

4 GLIKLIZA -SHEMA Glukoza 1-5: Pripravljalna faza , 5 2. STPNJA fosfoglicerat 2-fosfoglicerat 6-10: Donosna faza piruvat piruvat

5 REAKCIJE V GLIKLIZI - ENERGIJA Reakcija Encim ΔG 0 K r ΔG kj/mol kj/mol 1. Glc + ATP Glc-6-P + ADP + H + Heksokinaza Glc-6- P Fru-6- P P-glukoizomeraza Fru-6-P + ATP Fru-1,6-biP + ADP + H + P-fruktokinaza Fru-1,6-biP DHA-P + GA-3- P Aldolaza x DHA-P GA-3- P Trioza-P-izomeraza GA-3-P + P i + NAD + 1,3-biP-Gat + NADH+ H + GAP-dehidrogenaza ,3-biP-Gat + ADP 3-P-Gat + ATP 3-P-Gat kinaza P-Gat 2-P-Gat P-Gat mutaza P-Gat PEP + H 2 Enolaza PEP + ADP + H + Piruvat + ATP Piruvat kinaza x Piruvat + NADH+ H + Laktat + NAD + + H + Laktat dehidrogenaza x Reakcije 1-5: pripravljalna faza aktivacija vstopajoče glukoze Reakcije 6-10: donosna faza Reakcije z veliko negativno ΔG so mesta regulacije! GLIKLIZA - KNTRLA Pomen uravnavanja metabolizma: zagotavljanje stalne koncentracije ATP (hitra poraba in nastanek) preko kontrole konc. proste in uskladiščene glukoze Uravnavanje vodijo encimi, ki lahko vklapljajo ali izklapljajo reakcije. Na njih delujejo tudi hormoni. Glavni regulatorni encimi: -Heksokinaza -Fosfofruktokinaza -Piruvat kinaza GLIKLIZA PRIPRAVLJALNA FAZA ATP D-Glukoza Heksokinaza Glukokinaza ΔG = kj/mol D-Glukoza-6-fosfat 1. reakcija P 3 2- Fosfoglukoizomeraza ΔG = kj/mol D-Fruktoza-6-fosfat ATP P 3 2- Fosfofruktokinaza P 3 2- ΔG = kj/mol

6 FSFRILACIJA GLUKZE (1. REAKCIJA) Ekstracelularna tekočina Glukoza Citoplazma Glukoza Glukoza 6-fosfat 2- VLGA GLUKZA 6-FSFATA V RGANIZMU Glukoza Pentoza fosfatna pot C 2 NADPH+H + Pentoze (Riboza) Tetroze Trioze Glukoza- -6-fosfat Fruktoza -6-fosfat Glikogen Glukoza-1-fosfat Glukuronat Glukozamin-1-fosfat Zaloga energije Sinteza oligosah. Glikoliza HEKSKINAZA - eden od 3 regulatornih encimov v glikolizi -alosterično inhibirana s produktom - Km = 0.1 mm - v jetrih: glukokinaza -Km= 10 mm - indukcija z insulinom

7 GLIKLIZA PRIPRAVLJALNA FAZA ATP D-Glukoza Heksokinaza Glukokinaza ΔG = kj/mol D-Glukoza-6-fosfat 2. reakcija P 3 2- Fosfoglukoizomeraza ΔG = kj/mol D-Fruktoza-6-fosfat ATP P 3 2- Fosfofruktokinaza P 3 2- ΔG = kj/mol FSFRILACIJA FRUKTZA 6- FSFATA (3. REAKCIJA) fosfofruktokinaza Fruktoza 6-P Fruktoza 1,6-biP FSFFRUKTKINAZA - 3. reakcija: fosforilacija fruktoza 6-fosfata - glavna regulacijska stopnja - encim je alosteričen in uravnavan z efektorji: ATP in citrat- inhibitorja fruktoza-2,6-bifosfat in AMP - aktivatorja - ima manjšo aktivnost, če je energetski naboj celice manjši

8 INHBICIJA FSFFRUKTKINAZE Z ATP Hitrost reakcije Malo ATP Veliko ATP [Fruktoza-6-fosfat] RAZCEP FRUKTZA 1,6-BIFSFATA (4. REAKCIJA) Aldolaza Fruktoza 1,6-biP Dihidroksiaceton fosfat Gliceraldehid 3-fosfat ΔG = kj/mol bratna reakcija: aldolna kondenzacija! TVRBA GLICERALDEHID 3- FSFATA (5. REAKCIJA) Trioza Fosfat izomeraza o ΔG = kj/mol

9 TVRBA 1,3-BIFSFGLICERATA (6. REAKCIJA) GAP dehidrogenaza Gliceraldehid 3-fosfat 1,3-Bifosfoglicerat ΔG = kj/mol TVRBA 3-FSFGLICERATA (7. REAKCIJA) Fosfoglicerat kinaza 1,3-Bifosfoglicerat 3-Fosfoglicerat ΔG = +0.1 kj/mol TVRBA 2-FSFGLICERATA (8. REAKCIJA) Fosfoglicerat mutaza 3-Fosfoglicerat 2-Fosfoglicerat ΔG = kj/mol

10 TVRBA FSFENLPIRUVATA (9. REAKCIJA) Enolaza 2-Fosfoglicerat Fosfoenolpiruvat ΔG = +1.1 kj/mol TVRBA PIRUVATA (10. REAKCIJA) Piruvat kinaza Fosfoenolpiruvat Piruvat ΔG = kj/mol ATP-SPLŠNI INTERMEDIAT ZA ENERGETSK PVEZAV REAKCIJ ATP + glukoza ΔG 0 = kj/mol glukoza 6-fosfat + ADP Fosfoenolpiruvat + ADP ΔG 0 = kj/mol Fosfoenolpiruvat + glukoza piruvat + ATP piruvat + glukoza 6-fosfat Ni direktnega prenosa fosforilne skupine s PEP na glukozo! ATP nastaja v glikolizi (iz hidrolize PEP in 1,3-BPG), pri fotosintezi in v oksidativni fosforilaciji (ATP-sintetaza)

11 PIRUVAT KINAZA -Alosterično regulirana: AMP in fruktoza 1,6-bifosfat aktivatorja ATP in acetil-coa: alosterična inhibitorja - Kovalentna regulacija (v jetrih) ATP - inhibitor REAKCIJE V GLIKLIZI TIPI REAKCIJ Reakcija Encim Tip reakcije 1. Glc + ATP Glc-6-P + ADP + H + Heksokinaza Prenos fosfatne skupine 2. Glc-6- P Fru-6- P P-glukoizomeraza Izomerizacija 3. Fru-6-P + ATP Fru-1,6-biP + ADP + H + P-fruktokinaza Prenos fosfatne skupine 4. Fru-1,6-biP DHA-P + GA-3- P Aldolaza Nehidrolitična cepitev 5. DHA-P GA-3- P Trioza-P-izomeraza Izomerizacija 6. GA-3-P + P i + NAD + 1,3-biP-Gat + NADH+ H + GAP-dehidrogenaza ksidacija/redukcija + Prenos fosfatne skupine 7. 1,3-biP-Gat + ADP 3-P-Gat + ATP 3-P-Gat kinaza Prenos fosfatne skupine 8. 3-P-Gat 2-P-Gat P-Gat mutaza Izomerizacija 9. 2-P-Gat PEP + H 2 Enolaza Nehidrolitična cepitev 10. PEP + ADP + H + Piruvat + ATP Piruvat kinaza Prenos fosfatne skupine 11. Piruvat + NADH+ H + Laktat + NAD + + H + Laktat dehidrogenaza GLIKLIZA - NET REAKCIJA Pripravljalna faza: C6 + 2 ATP 2C3 + 2 ADP Donosna faza: 2C3 + 2P i + 4 ADP + 2 NAD + 2C3+ 4ATP+2NADH + 2H + +2H 2 VSTA: C6+ 2P i + 2 ADP + 2 NAD + 2C3+ 2ATP+2NADH + 2H + +2H 2 Na vsako molekulo glukoze, ki vstopi v glikolizo, nastaneta 2 molekuli ATP in 2 molekuli NADH!

12 BRAČUN NASTALEGA IN PRABLJENEGA ATP IN NADH PRI GLIKLIZI Št. reakcija (na molekulo glukoze) sprememba ATP (na molekulo glukoze) sprememba NADH (na molekulo glukoze) 1 Glukoza glukoza-6-fosfat fruktoza-6-fosfat fruktoza1,6-bisfosfat gliceraldehid-3-fosfat 2 1, bisfosfoglicerat 7 2 1,3-bisfosfoglicerat 2 3-fosfoglicerat fosfoenolpiruvat 2 piruvat +2 0 Skupaj VSTP DRUGIH GLJIKVIH HIDRATV V GLIKLIZ glj. hidrati vstopajo v metabolizem kot: -glukoza 6-fosfat - fruktoza 6-fosfat - dihidroksiaceton fosfat - gliceraldehid 3-fosfat Za pretvorbo ostalih oglj. hidratov (razen glukoze) potrebujemo 1-2 dodatni reakciji. Izjema: galaktoza! VSTP DRUGIH GLJIKVIH HIDRATV V GLIKLIZ Celični glikogen Škrob, glikogen (hrana) GLIKGEN SINTAZA FRUKTKINAZA (jetra) Glukoza 1-fosfat FRUKTZA 1-FSFAT ALDLAZA Gliceraldehid Glicerol Fruktoza Fruktoza 1-fosfat GLICERL KINAZA GLIKGEN FSFRILAZA FSFGLUKMUTAZA HEKSKINAZA (mišica) Dihidroksiaceton fosfat Glicerol 3-fosfat Glukoza Glukoza 6-fosfat Fruktoza 6-fosfat Fruktoza 1,6-bifosfat GLICERALDEHID KINAZA GLICERL 3-FSFAT DEHIDRGENAZA FSFGLUKMUTAZA Gliceraldehid 3-fosfat PIRUVAT Glukoza 1-fosfat UDP-glukoza UDP-galaktoza Galaktoza 1-fosfat Galaktoza UDP-GLUKZA FSFRILAZA UDP-GALAKTZA 4-EPIMERAZA GALAKTZA 1- FSFAT URIDIL TRANSFERAZA GALAKTKINAZA

13 GLAVNI DISAHARIDI V HRANI Maltoza, saharoza in laktoza. Hidrolizirajo jih glikozidaze v tankem črevesu do monosaharidov. Maltoza + H 2 MALTAZA 2 glukoza Saharoza + H 2 Laktoza + H 2 SAHARAZA LAKTAZA fruktoza+glukoza glukoza+galaktoza glj. hidrati se resorbirajo v kri v monosaharidni obliki! FRUKTZA Vstop v glikolizo: 1. Preko fruktoza 6-fosfata (v skeletni mišici) - encim: heksokinaza (20x večja afiniteta do glukoze!) 2. Preko fruktoza 1-fosfata v dihidroksiacetonfosfat (v jetrih) - encim: fruktokinaza (visoka afiniteta do fruktoze!) FRUKTKINAZA (jetra) FRUKTZA 1-FSFAT ALDLAZA Gliceraldehid Glicerol Fruktoza Fruktoza 1-fosfat GLICERL KINAZA HEKSKINAZA (mišica) Dihidroksiaceton fosfat Glicerol 3-fosfat Fruktoza 6-fosfat Fruktoza 1,6-bifosfat GLICERALDEHID KINAZA GLICERL 3-FSFAT DEHIDRGENAZA Gliceraldehid 3-fosfat PIRUVAT Vstop v glikolizo preko 5 reakcij. Galaktoza se mora aktivirati nastanek UDP-galaktoze! Motnje v delovanju galaktoza 1-fosfat uridil transferaze GALAKTZEMIJA. Dihidroksiaceton fosfat GALAKTZA Glukoza 6-fosfat Fruktoza 6-fosfat Fruktoza 1,6-bifosfat FSFGLUKMUTAZA Gliceraldehid 3-fosfat Glukoza 1-fosfat UDP-glukoza UDP-GLUKZA FSFRILAZA UDP-galaktoza UDP-GALAKTZA 4-EPIMERAZA Galaktoza 1-fosfat GALAKTZA 1- FSFAT URIDIL TRANSFERAZA GALAKTKINAZA PIRUVAT Galaktoza

14 GLICERL Produkt razgradnje maščob. Vstopa v glikolizo tako, da se pretvori v dihidroksiacetonfosfat. Fruktoza 1,6-bifosfat Dihidroksiaceton fosfat Gliceraldehid 3-fosfat Glicerol GLICERL KINAZA GLICERL 3-FSFAT DEHIDRGENAZA Glicerol 3-fosfat PIRUVAT GLUKZA, NASTALA IZ ZNTRAJCELIČNEGA GLIKGENA ALI ŠKRBA Škrob, glikogen rezervna polisaharida. Sproščanje glukoze iz rezerv: cepitev z anorganskim fosfatom (fosforilitična cepitev) na nereducirajočem koncu polisaharida: glikofen-fosforilaza (škrob-fosforilaza) (glukoza) n + P i (glukoza) n-1 + glukoza-1-fosfat glukoza-6-fosfat Vstop v energijski metabolizem Fosforilaze delujejo izključno na α(1 4) glikozidno vez! SPRŠČANJE GLUKZE IZ ZNTRAJCELIČNIH REZERV Celični glikogen GLIKGEN SINTAZA Glukoza 1-fosfat GLIKGEN FSFRILAZA FSFGLUKMUTAZA Dihidroksiaceton fosfat Glukoza 6-fosfat Fruktoza 6-fosfat Fruktoza 1,6-bifosfat Gliceraldehid 3-fosfat PIRUVAT

15 DELVANJE GLIKGEN- IN ŠKRB- FSFRILAZE nereducirajoči konec CH 2 H CH 2 H CH 2 H proti reducirajočem 5 5 H H H 5 H H koncu H 4 H H H 1 H H H H H H H C 3 3 H H H H H H H Glikogen ali škrob (Glc(α1 4)Glc) P H glikogenska fosforilaza 6 novi nereducirajoči konec 6 6 CH 2 H CH 2 H CH 2 H proti reducirajočem 5 H 5 koncu H 5 H H H H 4 H 1 4 H 1 4 H 1 + H H P H H H H H H C H H H H H H H Glukoza 1-fosfat Glikogen ali škrob (n-1) RAZLIKE V DELVANJU FSFRILAZ IN AMILAZ Energetsko je cepitev s fosforilazo bolj učinkovita od cepitve z amilazo, ker ni potreben ATP: Hidrolitična cepitev, katalizirana z amilazo: ATP (glukoza) n + H 2 glukoza glukoza-6-fosfat Fosforolitična cepitev, katalizirana s fosforilazo: (glukoza) n + P i glukoza-1-fosfat glukoza-6-fosfat METABLIZEM PIRUVATA Razgradnja do piruvata enaka pri vseh organizmih. Piruvat: metabolno križišče metabolizma! Način nadaljnje pretvorbe piruvata je odvisen od dostopnosti kisika: 1. Aerobni pogoji oksidativna razgradnja v ciklusu citronske kisline in z oksidativno fosforilacijo, akceptorji elektronov so NAD in FAD, končna produkta sta H 2 in C 2 2. Anaerobni pogoji FERMENTACIJA

16 FERMENTACIJA Fermentacija: pridobivanje energije iz organskih substratov brez kisika kot končnega akceptorja elektronov Delitev fermentacij glede na končni produkt: 1. Mlečna fermentacija (pretvorba glukoze v mlečno kislino (laktat)) 2. Alkoholna fermentacija (pretvorba glukoze v alkohol) ALKHLNA FERMENTACIJA MLEČNA FERMENTACIJA Piruvat Etanol Piruvat dekarboksilaza Alkoholna dehidrogenaza Acetaldehid L-laktat Laktat dehidrogenaza Piruvat glukoza + 2ADP + 2P i 2 alkohola + 2ATP + 2H 2 glukoza + 2ADP + 2P i 2 laktata + 2ATP + 2H 2 DELVANJE ALKHLNE DEHIDRGENAZE NAD + NADH + H + NAD + NADH + H + H CH 3 CH 2 CH 3 C CH 3 C H Alkoholna Aldehidna dehidrogenaza dehidrogenaza CETNA ETANL ACETALDEHID KISLINA

17 RECIKLAŽA LAKTATA CRIJEV CIKLUS Glukoneogeneza Jetra (velik Glikoliza Mišica (majhen NTP = ATP in GTP BISINTEZA GLJIKVIH HIDRATV Glavne metabolične poti oglj. hidratov pri rastlinah in živalih GLIKGEN, ŠKRB Riboza 5-fosfat + NADPH+H + katabolizem fosfoglukonatna pot glikoliza GLUKZA NADH+H + +ATP anabolizem glukoneogeneza DISAHARIDI anaerobni metabolizem (živalska mišica) LAKTAT PIRUVAT ACETIL CoA C 2 +NADH +FADH 2 anaerobni metabolizem (npr. kvasovke) ADP + Pi oksidativna fosforilacija ETANL ATP 2 H 2

18 GLUKNEGENEZA sinteza glukoze de novo iz izhodnih spojih, ki niso ogljikovi hidrati izhodne spojine: piruvat, laktat, glicerol, aminokisline in vsi intermediati CCK pri živalih poteka večinoma v jetri in ledvicah podobna glikolizi v obratni smeri, vendar ni popolnoma reverzibilna! 3 obvozi Nove reakcije zagotavljajo spontanost poti (ΔG je negativna v smeri sinteze!), nove mehanizme regulacije REAKCIJE V GLIKLIZI Reakcija Encim ΔG 0 K r ΔG kj/mol kj/mol 1. Glc + ATP Glc-6-P + ADP + H + Heksokinaza Glc-6- P Fru-6- P P-glukoizomeraza Fru-6-P + ATP Fru-1,6-biP + ADP + H + P-fruktokinaza Fru-1,6-biP DHA-P + GA-3- P Aldolaza x DHA-P GA-3- P Trioza-P-izomeraza GA-3-P + P i + NAD + 1,3-biP-Gat + NADH+ H + GAP-dehidrogenaza ,3-biP-Gat + ADP 3-P-Gat + ATP 3-P-Gat kinaza P-Gat 2-P-Gat P-Gat mutaza P-Gat PEP + H 2 Enolaza PEP + ADP + H + Piruvat + ATP Piruvat kinaza x Piruvat + NADH+ H + Laktat + NAD + + H + Laktat dehidrogenaza x ε ΔG 0' = -74 kj/mol Ireverzibilne reakcije glikolize, ki jih v glukoneogenezi nadomeščajo druge reakcije REAKCIJE GLUKNEGENEZE piruvat + C 2 + ATP oksaloacetat + ADP + Pi + H + oksaloacetat + GTP fosfoenolpiruvat + C 2 + GDP 1. obvoz fosfoenolpiruvat + H 2 2-fosfoglicerat 2-fosfoglicerat 3-fosfoglicerat 3-fosfoglicerat + ATP 1,3-bifosfoglicerat + ADP + H + 1,3-bifosfoglicerat + NADH + H + gliceraldehid 3-fosfat gliceraldehid 3-fosfat + NAD + + Pi dihidroksiaceton fosfat gliceraldehid 3-fosfat + dihidroksiaceton fosfat fruktoza 1,6 bifosfat fruktoza 1,6 bifosfat + H 2 fruktoza 6-fosfat + Pi 2. obvoz fruktoza 6-fosfat glukoza 6-fosfat + H 2 glukoza 6-fosfat glukoza + Pi 3. obvoz

19 1. BVZ :PIRUVAT FSFENLPIRUVAT piruvat V mitohondriju: karboksilaza piruvat + C 2 + ATP oksaloacetat + ADP + Pi + H + PEP V citosolu: karboksikinaza oksaloacetat + GTP fosfoenolpiruvat + C 2 + GDP Neto reakcija: piruvat+atp+gtp fosfoenolpiruvat+adp+gdp+pi 1. BVZ :PIRUVAT FSFENLPIRUVAT Piruvat karboksilaza: karboksilacija piruvata v oksalacetat Piruvat Bikarbonat ksaloacetat Koencim piruvat-karboksilaze - biotin (prenaša aktivirani C 2 ) MEHANIZEM KARBKSILACIJE ATP Piruvat Karbonilfosfat Bikarbonat Piruvat karboksilaza N-karboksibiotin ksaloacetat

20 1. BVZ :PIRUVAT FSFENLPIRUVAT PEP karboksikinaza: sinteza PEP PEP karboksikinaza ksaloacetat Piruvat Laktat Piruvat NADH + H + NAD + Piruvat Piruvat ATP, C 2 ksaloacetat ATP, C 2 ksaloacetat GTP ADP Malat Fosfoenolpiruvat Malat GTP Malat ksaloacetat GTP Fosfoenolpiruvat glukoneogeneza ksalacetat Glukoneogeneza 2. BVZ : FRUKTZA-1,6-BIFSFAT FRUKTZA-6-FSFAT Fruktoza-1,6-bifosfataza: hidroliza Fru-1,6-biP (V glikolizi: P-fruktokinaza) Fru-1,6-bifosfat Fru-1,6- bifosfataza Fru-6-fosfat

21 3. BVZ : GLUKZA-6-FSFAT GLUKZA Citosol Glc-6-P V glikolizi: Heksokinaza Glukoza-6 fosfataza Endoplazemski retikulum Glukoza GLUKNEGENEZA NET REAKCIJA 2 PIRUVAT + 4ATP + 2GTP + 2NADH + 2H + + 6H 2 0 GLUKZA + 2NAD + + 4ADP + 2GDP + 6Pi ΔG 0 = kj/mol Regulacija glikolize V krvni obtok Regulacija glukoneogeneze REGULACIJA GLIKLIZE IN GLUKNEGENEZE (I) Glc-6-P Heksokinaza + Fru-2,6-biP + AMP ATP Fosfofruktokinaza Citrat + Fru-1,6-biP Acetil-SCoA ATP Alanin campfosforilacija Piruvat kinaza Glc-6-fosfataza + Glc-6-P Fru-1,6-bifosfataza Fosfoenolpiruvat karboksikinaza Piruvat karboksilaza Fru-2,6-biP AMP + Acetil-SCoA

22 REGULACIJA GLIKLIZE IN GLUKNEGENEZE (II) FRUKTZA 6-FSFAT fosfofruktokinaza fruktoza-1,6-bifosfataza FRUKTZA 1,6-BIFSFAT ATP + fruktoza-6-fosfat fosfofruktokinaza ADP + fruktoza-1,6-bifosfat fruktoza-1,6-bifosfat + H 2 fruktoza-1,6-bifosfataza fruktoza-6-fosfat + Pi če bi bila encima istočasno aktivna: ATP + H 2 ADP + Pi + toplota (substratni ciklus) AKTIVACIJA GLUKZE IN GALAKTZE ZA BISINTEZ Glikoliza Glukoneogeneza aktivacija ogljikovih hidratov s fosforilno skupino Sinteza disaharidov in polisaharidov nastanek NDP-sladkorjev Nukleotidne skupine aktivirajo monosaharide in jih označijo za biosintezo! Najpomembnejši derivati: UDP-glukoza, GDP-glukoza in UDP-galaktoza, ADP glukoza AKTIVIRANA GLUKZA Uridin difosfat-glc (UDP-Glc) P-P

23 AKTIVACIJA GLUKZE Glukoza-1-P UDP-Glc pirofosforilaza UDP-Glc NASTANEK UDP-GALAKTZE 1. IZMERIZACIJA UDP-GLUKZE UDP-glukoza UDP-galaktoza UDP-glukoza-4-epimeraza 2. IZMENJAVA UDP galaktoza-1-fosfat + UDP-glukoza UDP-galaktoza + glukoza-1-fosfat galaktoza-1-fosfat-uridil-transferaza SINTEZA GLIKGENA Encim: Glikogen-sintaza ksonijev ion (intermediat) Nereducirajoči konec UDP-glukoza Glikogen (n ostankov) Glikogen (n+1 ostankov)

24 SINTEZA GLIKGENA NET REAKCIJA Glukoza-6-fosfat + UTP + (glukoza) n + H 2 (glukoza) n+1 + UDP + 2Pi SINTEZA ŠKRBA IN CELULZE Škrob: Glukoza se aktivira z ADP, encim: škrob-sintaza (α1 4 vez) ADP-glukoza + (glukoza) n ADP + (glukoza) n+1 Celuloza: (β1 4 vez) UDP-glukoza ali GDP-glukoza + (glukoza) n UDP ali GDP + (glukoza) n+1 SINTEZA LAKTZE IN SAHARZE Laktoza: encim: laktoza-sintaza (β1 UDP-galaktoza + glukoza 4 vez), uravnavanje s hormoni! UDP + laktoza Saharoza: (α1 2 vez) saharoza-6-fosfat-sintaza UDP-glukoza + fruktoza-6-fosfat saharoza-6-fosfat + UDP saharoza-6-fosfat + H 2 fosfataza saharoza + Pi

25 Glavne metabolične poti oglj. hidratov pri rastlinah in živalih GLIKGEN, ŠKRB Riboza 5-fosfat + NADPH+H + katabolizem fosfoglukonatna pot glikoliza GLUKZA NADH+H + +ATP anabolizem glukoneogeneza DISAHARIDI anaerobni metabolizem (živalska mišica) LAKTAT PIRUVAT ACETIL CoA C 2 +NADH +FADH 2 anaerobni metabolizem (npr. kvasovke) ADP + Pi oksidativna fosforilacija ETANL ATP 2 H 2 HRMNALN URAVNAVANJE KNCENTRACIJE GLUKZE V KRVI nizka koncentracija glukoze v krvi visoka koncentracija glukoze v krvi α-celice v pankreasu Izločajo GLUKAGN β-celice v pankreasu Izločajo INSULIN Jetrne celice izločajo glukozo v kri Mišične in maščobne celice apsorbirajo glukozo iz krvi Koncentracija glukoze v krvi je uravnana METABLIZEM PRI DIABETESU Pomanjkanje ali okvara v delovanju insulina Zmanjšan vnos glukoze v celice Povečana razgradnja proteinov Povečana lipoliza Hiperglikemija Glukozurija zmotska diureza Izguba elektrolitov Povečana konc. amino kislin, izguba dušika z urinom Dehidratacija Acidoza Tvorba ketonskih teles Koma

26 HRMNALN URAVNAVANJE KNCENTRACIJE GLUKZE V KRVI adrenalin glukagon URAVNAVANJE DELVANJA GLIKGENSKE FSFRILAZE IN GLIKGENSKE SINTAZE Regulacija z reverzibilno fosforilacijo! Pi glikogenska sintaza (aktivna) ATP fosfataza kinaza ADP glikogenska sintaza (neaktivna) Pi glikogenska fosforilaza (aktivna) Pi ADP kinaza fosfataza ATP Pi glikogenska fosforilaza (neaktivna)