Odbourávání a syntéza glukózy

Podobné dokumenty
Přehled energetického metabolismu

Glykolýza Glukoneogeneze Regulace. Alice Skoumalová

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová

Regulace metabolických drah na úrovni buňky

Klinický detektivní příběh Glykémie

Obecný metabolismus.

Intermediární metabolismus - SOUHRN - Vladimíra Kvasnicová

Intermediární metabolismus CYKLUS SYTOST-HLAD. Vladimíra Kvasnicová

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Metabolismus aminokyselin - testík na procvičení - Vladimíra Kvasnicová

Metabolismus aminokyselin 2. Vladimíra Kvasnicová

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Glykolýza a neoglukogenese

sloučeniny C, H, O Cukry = glycidy = sacharidy staré názvy: uhlohydráty, uhlovodany, karbohydráty

Integrace metabolických drah v organismu. Zdeňka Klusáčková

Dýchací řetězec (DŘ)

Metabolismus aminokyselin. Vladimíra Kvasnicová

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin D a Y a vzorce adenosinu a thyminu

Metabolismus pentóz, glykogenu, fruktózy a galaktózy. Alice Skoumalová

METABOLISMUS SACHARIDŮ

glukóza *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

OBECNÝ METABOLISMUS SACHARIDY I

Ukázky z pracovních listů z biochemie pro SŠ A ÚVOD

Biochemie jater. Vladimíra Kvasnicová

Mechanismy hormonální regulace metabolismu. Vladimíra Kvasnicová

Metabolismus sacharidů

Regulace metabolizmu lipidů

Diabetes mellitus. úplavice cukrová - heterogenní onemocnění působení inzulínu. Metabolismus glukosy. Insulin (5733 kda)

fce jater: (chem. továrna, jako 1. dostává všechny látky vstřebané GIT) METABOLICKÁ (jsou metabolicky nejaktivnější tkání v těle)

Oxidace proteinů, tuků a cukrů jako zdroj energie v živých organismech

Metabolismus krok za krokem - volitelný předmět -

METABOLISMUS SACHARIDŮ

METABOLISMUS SACHARIDŮ

CZ.1.07/2.2.00/ Obecný metabolismu. Metabolismus glukosy, glykolýza, glukoneogeneze (3).

Vztahy v intermediárním

Regulace metabolických drah na úrovni buňky. SBT 116 Josef Fontana

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Metabolismus sacharidů. VY_32_INOVACE_Ch0216.

Enzymy. Vladimíra Kvasnicová

Regulace glykémie. Jana Mačáková

ANABOLISMUS SACHARIDŮ

Ukládání energie v buňkách

Biochemie jater. Eva Samcová

Otázka: Metabolismus. Předmět: Biologie. Přidal(a): Furrow. - přeměna látek a energie

AMPK AMP) Tomáš Kuc era. Ústav lékar ské chemie a klinické biochemie 2. lékar ská fakulta, Univerzita Karlova v Praze

Tomáš Kuˇ. cera. Ústav lékaˇrské chemie a klinické biochemie 2. lékaˇrská fakulta, Univerzita Karlova v Praze.

Integrace a regulace savčího energetického metabolismu

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin E a W a vzorce guanosinu a uracilu

Metabolismus sacharidů SOUHRN

Citrátový cyklus. Tomáš Kučera.

Test pro přijímací řízení magisterské studium Biochemie Napište vzorce aminokyselin Q a K

Pentosový cyklus. osudy glykogenu. Eva Benešová

Metabolismus lipidů. Vladimíra Kvasnicová. doporučené animace:

METABOLISMUS SACHARIDŮ

METABOLISMUS MONOSACHARIDŮ

METABOLISMUS SACHARIDŮ. Biochemický ústav LF MU (H.P., ET)

Energetický metabolizmus buňky

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Metabolismus lipidů - odbourávání. VY_32_INOVACE_Ch0212

Didaktické testy z biochemie 2

POZNÁMKY K METABOLISMU SACHARIDŮ

pátek, 24. července 15 GLYKOLÝZA

9. Citrátový cyklus, oxidační dekarboxylace pyruvátu a anaplerotické dráhy

Plasma a většina extracelulární

Experimentální diabetes mellitus. K. Kanková praktické cvicení z patologické fyziologie (kveten 2003)

Odbourávání lipidů, ketolátky

Buněčné dýchání Ch_056_Přírodní látky_buněčné dýchání Autor: Ing. Mariana Mrázková

Štěpení lipidů. - potravou přijaté lipidy štěpí lipázy gastrointestinálního traktu

Ivana FELLNEROVÁ 2008/11. *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Sůl kyseliny mléčné - konečný produkt anaerobního metabolismu

CZ.1.07/2.2.00/ Obecný metabolismu. Cyklus trikarboxylových kyselin (citrátový cyklus, Krebsův cyklus) (8).

Metabolismus bílkovin. Václav Pelouch

Respirace. (buněčné dýchání) O 2. Fotosyntéza Dýchání. Energie záření teplo BIOMASA CO 2 (-COO - ) = -COOH -CHO -CH 2 OH -CH 3

RNDr. Ivana Fellnerová, Ph.D. Katedra zoologie, PřF UP Olomouc

Publikováno z 2. lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Praze (

Složky výživy - sacharidy. Mgr.Markéta Vojtová VOŠZ a SZŠ Hradec králové

METABOLISMUS SLOUČENINY S MAKROERGNÍMI VAZBAMI

Metabolismus lipidů. (pozn. o nerozpustnosti)

vysoká schopnost regenerace (ze zachovalých buněk)

Diabetes mellitus. Homeostáza glukózy Diagnostická kritéria podle WHO (1999) Regulace glykémie

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Citrátový a glyoxylátový cyklus

Metabolismus mikroorganismů

Nukleové kyseliny. Nukleové kyseliny. Genetická informace. Gen a genom. Složení nukleových kyselin. Centrální dogma molekulární biologie

Inzulínová rezistence. Bc. Eliška Koublová

1. anabolismus (syntéza, asimilace) přeměna látek jednodušších na látky složitější

Rychlost chemické reakce je dána změnou Gibbsovy energie a aktivační energií: Tudíž zrychlení reakce pomocí katalýzy může být vyjádřeno:

Buněčný metabolismus. J. Vondráček

Proteiny krevní plazmy SFST - 194

CHECK GLUKOMETR: ACCU-CHECK. Autolanceta (odběrové pero) Z kapilární krve. Digitální glukometry. Rychlé, snadné, bezbolestné.

Energetika a metabolismus buňky

Mgr. Šárka Vopěnková Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_02_3_20_BI2 HORMONÁLNÍ SOUSTAVA

Sacharidy a polysacharidy (struktura a metabolismus)

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Transport elektronů a oxidativní fosforylace

Bioenergetika: úloha ATP. Bioenergetika: úloha ATP. Bioenergetika: úloha ATP. Intermediární metabolizmus a energetická homeostáza

ALKOHOL A JÁTRA. Metabolismus etylalkoholu. Petr Schneiderka ÚLD LF OU a FN Ostrava 1

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

Glykemický index a jeho využití ve výživě sportovce. Bc. Blanka Sekerová Institut sportovního lekařství

Katabolismus - jak budeme postupovat

Metabolismus glukosy. Diabetes mellitus

Sylabus pro předmět Biochemie pro jakost

Vyšetření glykemie ÚVOD. Glykemie a její udržování

Já trá, slinivká br is ní, slož ení potrávy - r es ení

Transkript:

Odbourávání a syntéza glukózy Josef Fontana EB - 54

Obsah přednášky Glukóza význam glukózy pro buňku, glykémie role glukózy v metabolismu transport glukózy přes buněčné membrány enzymy fosforylující a defosforylující glukózu Jednotlivé dráhy metabolismu sacharidů glykolýza a glukoneogeneze

Glukóza Význam glukózy pro buňku, glykémie

Glukóza Centrální postavení v metabolismu sacharidů Všechny vstřebané sacharidy se na ní mohou přeměnit Každý sacharid v těle se z ní dá syntetizovat

Glukóza Univerzální energetický substrát - je možno z ní získávat energii i za nepřítomnosti O 2 Některé tkáně striktně závislé na Glc: 1) erytrocyty (žádné mitochondrie) 2) buňky CNS (při dlouhodobém hladovění se přizpůsobí - z 50% využívají ketolátky)

Glykémie Koncentrace glukózy v krvi Normální hodnota nalačno: 3,3 5,6 mmol/l Po jídle může přechodně být až 7,1 mmol/l Citlivá regulace: 1) inzulín - snižuje glykémii 2) glukagon, adrenalin, růstový hormon, kortisol - zvyšují glykémii

Glukóza Role glukózy v metabolismu

Role glukózy v metabolismu

Glc-6-P

Glukóza Transport glukózy přes buněčné membrány

Transport glukózy přes membrány Dva odlišné mechanismy: sekundárně aktivní transport pomocí SGLT-1,2: vstřebávání Glc z lumen GIT, či proximálního tubulu ledvin facilitovaná difúze díky GLUT 1 7: přenos glukózy mezi krví a buňkami

Obrázek převzat z Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley Liss, Inc., New York, 1997.

GLUT 1-7 GLUT 1 erytrocyty, hematoencefalická bariéra GLUT 2 játra, ledviny, β-buňky pankreatu, enterocyty GLUT 3 mozek GLUT 4 tuková tkáň, kosterní svalovina, srdce; inzulin senzitivní inzulin zvyšuje jejich množství

Glukóza Enzymy fosforylující a defosforylující glukózu

Fosforylace glukózy Tvorba Glc-6-fosfátu za spotřeby ATP První krok metabolismu Glc (přeměna neutrální molekuly Glc na anion) - takto modifikovaná Glc je aktivovaná a schopná se dále metabolizovat Dva izoenzymy: glukokinasa a hexokinasa Nevratná reakce: Glc se ale může z Glc-6-P tvořit odštěpením anorganického fosfátu

Fosforylace glukózy Glukokinasa - hepatocyty a β-buňky pankreatu aktivní při vyšších glykémiích (K M = 10 mm) vysoké koncentrace Glc v portální krvi po jídle - játra musí vychytat Glc β-buňky reagují na vyšší glykémii sekrecí inzulínu Hexokinasa - ostatní tkáně maximálně aktivní i při glykémii (K M = 0,1 mm) inhibice produktem - Glc-6-P

Obrázek převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/glycolysis.html

Glukosa-6-fosfatasa Mění Glc-6-P na glukózu Přítomna v játrech, ledvinách, enterocytech Vázaná na hladké endoplazmatické retikulum Glc-6-P transportuje do ER translokáza Kompartmentace slouží k tomu, aby vznikající Glc nebyla ihned zpět fosforylována na Glc-6-P

Jednotlivé dráhy metabolismu sacharidů Glykolýza a glukoneogeneze

Glykolýza Přeměna glukózy na 2 molekuly pyruvátu/laktátu Cytoplazma všech buněk 1) Produkce energie jediná dráha (pro zisk E), jež probíhá i anaerobně (erytrocyty, pracující sval) 2) Zdroj AcCoA pro syntézu MK

G L Y 1. fáze K O L 2. fáze Ý Z A 3. fáze

Reakce glykolýzy

Metabolický osud pyruvátu Větvící bod glykolýzy Osud pyruvátu závisí na: oxidačním stavu buňky (dostatek O 2 ) udržování stálého redoxního stavu buněk NADH musí být reoxidováno na NAD + Aerobní glykolýza produkuje mnohem více ATP než anaerobní glykolýza

Metabolický osud pyruvátu Aerobně: přenos pyruvátu do matrix MIT - přeměna na AcCoA (KC, tvorba MK) Anaerobně a erytrocyty: pyruvát laktát (laktátdehydrogenáza) uvolnění do oběhu Pyr + NADH + H + laktát + NAD + reversibilní reakce - poměr lac/pyr odráží poměr NADH + H + / NAD + obnovené NAD + je koenzymem pro Gra-3- fosfátdh, bez níž by se glykolýza zastavila

2,3-BPG shunt V erytrocytech: 2,3-BPG afinitu Hb ke O 2 Obrázek byl převzat z Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0 471 15451 2

Regulace glykolýzy Regulační body v glykolýze: 6-fosfofrukto-1-kináza (PFK-1) pyruvátkináza hexokináza (tvorba Glc-6-P) katalyzují nevratné exergonní reakce Hlavním regulačním bodem je 6- fosfofrukto-1-kináza

6-fosfofrukto-1-kináza Allosterický enzym ATP / AMP vede k inhibici glykolýzy Inhibuje citrát a kyselé ph (protony) Fruktóza-2,6-bisfosfát (Fru-2,6-P) je aktivátor glykolýzy Aktivace inzulínem, inhibice kontraregulačními hormony (glukagon)

Glukoneogeneze Tvorba Glc z necukerných substrátů Po vyčerpání zásob jaterního glykogenu je jediným zdrojem Glc pro tkáně, jež ji nezbytně potřebují Umožňuje přežít delší hladovění Aktivuje se už ráno po nočním hladovění

Glukoneogeneze C3 a C4 prekurzory: laktát, pyruvát, glycerol, glukogenní AK: Ala, Gln,, propionát Hepatocyty, tubulární buňky ledvin a enterocyty - mají Glc-6fosfatázu Lokalizována v matrix mitochondrie a cytozolu

Glukoneogeneze Mohla by probíhat obrácením glykolýzy Některé reakce glykolýzy jsou ale nevratné a v glukoneogenezi je obcházíme použitím odlišných enzymů = bypass 1, 2 a 3. Tři ireversibilní reakce v glykolýze katalyzují: pyruvátkináza 6-fosfofrukto-1-kináza hexokináza/glukokináza

Bypass 1 Transport Pyr do matrix mitochondrie Karboxylace Pyr na OAA pomocí pyruvátkarboxylázy (spotřeba ATP)

Bypass 1 Přenos vzniklého OAA do cytozolu (transaminace na Asp či redukce na malát) Přeměna OAA na PEP pomocí PEPkarboxykinázy (spotřeba GTP při dekarboxylaci OAA)

Bypass 2: hydrolýza Fru-1,6- bisp na Fru-6-P (fruktóza-1,6- bisfosfatáza) Bypass 3: Hydrolýza Glc-6-P na Glc (Glc- 6-fosfatáza)

Glukoneogeneze je energeticky vysoce náročný děj Bilanci vyjadřuje rovnice: 2 Pyr + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 2 H + + 4 H 2 O Glc + 4 ADP + 2 GDP + 6 P i + 2 NAD +

Substráty pro glukoneogenezi - Coriho cyklus and muscle Obrázek byl převzat z Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0 471 15451 2

Substráty pro glukoneogenezi - Glukóza-alaninový cyklus

Substráty pro glukoneogenezi Aminokyseliny uhlíkaté skelety všech AK (kromě Leu a Lys) se degradují buď přímo na Pyr či na meziprodukty KC Glycerol fosforylace glycerolu na glycerol-3-p (glycerolkináza) následuje dehydrogenace na dihydroxyaceton-p (glycerolfosfátdh)

Regulace glukoneogeneze Aktivní při nedostatku Glc - hladovění Patologické stavy (stres v důsledku sepse, polytraumat, popálenin, ) Aktivují stresové hormony, inhibuje inzulin Hlavní regulační enzymy: pyruvátkarboxyláza Fru-1,6-bisfosfatáza a Glc-6-fosfatáza

Regulace glukoneogeneze 1) Pyruvátkarboxylázu aktivuje AcCoA 2) PEP karboxykinázu, Fru-1,6- bisfosfatázu a Glc-6-fosfatázu regulují stejné vlivy jako reakce glykolýzy, pouze v opačném směru Např. Fru-1,6-bisfosfatázu aktivuje glukagon a citrát, inhibuje AMP a Fru-2,6- bisp