Biokemi 13 Flashcards
Normal glukose koncentration
4-5,5 mmol/L (70-130 mg/dl).
Processor der styrer blodglukoseniveau
Glykogenese
Glykogenolyse
Glukoneogenese
Beskriv glykogenese
Betegner syntese af oplagringsmolekylet glykogen.
Beskriv glykogenolyse
Frigivelse af den oplagrede glukose ved nedbrydning af glykogen.
Beskriv glukoneogenese
Betegner de novo syntese af glukose ud fra forbindelser, der ikke er kulhydrater, såsom laktat, alanin og glycerol.
Foregår i leveren under faste, når glykogen depotet er ved at være brugt op.
Foregår også i nyrerne ved lang varig faste.
kroppens oplagringsformer af overskydende energi
Triacylglycerol og glykogen.
Begrænsninger for triacylglycerol lagret
Fedtsyrer kan ikke omdannes til glukose til forsyning af hjerne og erytrocytter under faste, kan ikke omsættes anaerobt under igangsættelse af muskelarbejde eller i nødsituationer som iskæmiske forhold.
Glykogen max masse %
10% af leveren
2% af muskler
Glykogen bindinger
Op til 55000 glukoseenheder, a-1,4 og a-1,6-bindinger.
Reducerende ende fæstnet til glykogeninprotein.
Gennemsnitligt forgrening hver 12. enhed (flere forgreninger inde ~hver 5, færre ude).
Syntese af glykogen
Ved overskud af glukose.
Hapatocytter optager overskydende glukose via GLUT2, musklerne via GLUT4.
Glukose fosforyleres, hvilket fanger det i cellen.
Glukose –> glukose-6-fosfat –> Glukose-1-fosfat –> UDP-glukose –> glykogen.
Trin 1: Glykogenese, aktivering af glukosemolekylet.
- Glukose-6-fosfat isomeriseres til glukose-1-fosfat
2. Der påsættes UMP fra UTP på fosfat gruppen, så der dannes UDP-glukose (irreversibel)
Trin 2: Glykogenese, indbygning af glukose i glykogen
Indbygges ved en alpha-1,4-binding, via glykogensyntase. Er irreversibel.
Hvis der er dannet en kæde med mere end 11 glukosenheder, med a-1,4-bindinger, så spaltes en sekvens med 7 glukoseenheder, der flyttes tilbage i udgangskæden mod begyndelsen af molekylet eller overflyttes til en anden gren, hvor det bindes med en a-1,6-binding.
Påsætning af en glukoseenhed koster 2 ATP. En til fosforylering af glukose af hexokinase/glukokinase, samt en til gendannelse af UTP fra UDP
Hvis alt glykogen opbruges
Så skal der dannes glykogenin, da glykogenesen kun kan foregå på allerede startede glykogen molekyler.
Først bindes en glukose fra UDP-glukose på en hydroxygruppe i tyrosin på molekylet, derefter forlænger glykogenin kæden.
Regulering af glykogenese.
Aktiveres af: Overskud af glukose Efter hårdt muskelarbejde. Defosforylering af glykogensyntase Allosterisk aktivering af glykogensyntase af glukose-6-fosfat.
Hæmmes af: Faste Under hårdt muskelarbejde Fosforylering af glykogensyntase Glykogenese
Kovalent modifikation af glykogensyntase.
Eksisterer på to hoved former, aktiv (a-form) (ufosforyleret), inaktiv (b-form) (fosforyleret).
Fosforyleres af PKA, PKC, GSK3 og CaM-kinase og flere andre. Vigtigeste er PKA og GSK3.
Defosforylering er bare PP1.
Hvilke hormoner påvirker glykogensyntasens fosforylering?
Aktiverende:
Insulin aktiverer glykogensyntase ved at inducere PP1 og inhibere GSK3 og PKA.
Glukose-6-fosfat vil allosterisk aktivere PP1.
Hæmmende
Glukagon og adrenalin inaktiverer glykogensyntasen, ved at aktivere PKA, PKC, CaM-kinase osv. og inhiberer PP1.
Glukagon virker kun i leveren, mens adrenalin virker i både leveren og muskler.
Hvornår initieres glukoneogenese?
Efter nogle timers faste, men især efter 8-12 timer.
Hvor stort er nyrernes bidrag til glukoneogenesen?
Typisk ca. 20%, men op til 50% ved lang varig faste.
Hvad er den primære omdannelse i glukoneogenese?
Omdannelse af alanin, laktat og glycerol til glukose.
Hvor stammer alanin, laktat og glycerol fra?
Laktat stammer fra den anaerobe glykolyse, alanin kommer fra muskelvæv, og glycerol frigives ved nedbrydning af triglyceroler i fedtvæv.
Hvad kræver nysyntese af glukose i glukoneogenesen?
Energi, som kommer fra oxidation af fedtsyrer.
Glukoneogenesen ud fra alanin og laktat
Alanin og laktat omdannes til pyruvat, alanin via transaminering, laktat via laktatdehydrogenase.
Herfra skal glykolysen køre baglænds. Men da der er 3 irreversible trin, som ikke kan løbe, så skal der bruges nogle enzymer, der katalyserer dem.
Hvilke fire nye enzymer skal bruges i glukoneogenesen?
Pyruvatcarboxylase (PC), fosfoenolpyruvatbarboxykinase (PEPCK), fruktose-1,6-bifosfatase (FBPase) og glukose-6-fosfatase.
Trin 1: Glukoneogenese
Omdannelse af pyruvat til PEP (Fosfoenolpyruvat).
Denne omdannelse sker via oxaloacetat.
Først aktiveres pyruvat til oxaloacetat ved indbyggelsen af et CO2 molekyle, under forbrug af 1 ATP.
Til den reaktion bruges PC, der kun findes i mitokondriet. Alle andre reaktioner i glukoneogenese foregår i cytosol.
Oxaloacetat kan dog ikke forlade mitokondriet, så først omdannes det til malat.
Malat vandre så ud af matrix til cytosol.
I cytosol oxideres malat til oxaloacetat, hvorefter PEPCK omdanner det videre til PEP (ved hjælp af GTP, der forbruges altså 1 GTP).
Pyruvat –> oxaloacetat (1 ATP)
Oxaloacetat –> PEP (1 GTP)
Reaktionen koster altså svarende til 2 ATP.
Trin 2: Glukoneogenese
Omdannelsen af fruktose-1,6-bifosfat til fruktuse-6-fosfat.
Gøres af FBP-asen, også kaldt fruktose-1,6-bifosfatasen.
Fosfat gruppen her frigives til cytosol, der tabes derved energi, reaktionen er irreversibel.
Trin 3: Glukoneogenese.
Omdannelse af glukose-6-fosfat til glukose.
Fosfaten skal fraspaltes ved defosforylering, for at glukose kan frigives til blodet.
Dette gøres af glukose-6-fosfatasen.
Reaktionen er irreversibel. Glukose forlader hepatocytten gennem GLUT-2.
Glukoneogenese ud fra glycerol.
Glycerol kan fosforyleres til glycerol-3-fosfat, og derefter omdannes til DHAP, og indgå i glukoneogenesen der fra.
Aminosyrer glukoneogenesen.
De fleste aminosyrer, undtagen leucin og lysin kan nedbrydes til pyruvat eller intermediater i citratcyklus, og der fra bruges til glukoneogenese.
Glukoneogenesens energi forbrug.
Det koster 4 ATP og 2 GTP, at omdanne 2 pyruvat til 1 glukose.
Omdannelse af to glycerol molekyler til glukose koster.
Koster 2 ATP og 2 NADH+H+
NADH+H+ kan blive til enten 4 eller 6 afhængigt af transportvej. Så i alt bruges 6-8 ATP.
Energien kommer fra oxidation af fedtsyrer.
Dannelse af ATP fra fedtsyrer.
Fedtsyrer fra fedtvæv oxideres i hepatocytternes mitokondrier, til acetyl-CoA, under dannelse af coenzymer. Fra de reducerede coenzymer, der sendes elektroner til elektrontransportkæden, hvor ved der dannes ATP ved oxidativ fosforylering.
To typer af ATP dannelse
Substratniveau fosforylering og oxidativ fosforylering.
Hvad sker der med det dannede acetyl-CoA i fedtsyrenedbrydningen?
Det ophobes i leveren, da citratcyklus og glukoneogenese ikke kan forløbe samtidigt.
Citratcyklus hæmmes, fordi oxaloacetat og malat bruges til syntese af PEP.
Hvordan “aktiverer” Acetyl-CoA glukoneogenesen?
Acetyl-CoA aktiverer PC, der omdanner pyruvat til oxaloacetat (gør også at pyruvat ikke danner acetyl-CoA).
Samtidigt hæmmer det pyruvatdehydrogenasen, der normalt omdanner pyruvat til acetyl-CoA.
Ophobning af acetyl-CoA, vil starte en omdannelse af acetyl-CoA til ketonstoffer.
Hvilke trin er regulerede i glukoneogenesen?
Alle de irreversible trin, er hæmmede ved fosforylering/defosforylering (kovalent modifikation).
Hormonerne glukagon og kortisol, der kommer ved kronisk fastetilstand, vil også aktivere en øget syntese af enzymerne til glukoneogenesen.
Det hæmmes også af glykolyse og glykogenese.
Hæmmes når indtaget ethanol omdannes i leveren.
Regulering af PC
Aktiveres allosterisk af acetyl-COA.
Pyruvat dehydrogenasen regulering
Hæmmes af acetyl-CoA.
PEPCK regulering
Opreguleres af glukagon og kortisol.
Regulering af FBPase
Hæmmes af:
Allosterisk: AMP (mangel af energi i hepatocytten) og F-2,6-BP (opreguleres af insulin, nedreguleres af glukagon og adrenalin.
Aktiveres af:
Allosterisk: ATP (nok energi i hepatocytten) og Citrat (akkumuleres pga. beta oxidation, hvor noget acetyl-CoA danner citrat med oxaloacetat).
Overordnet:
Energi i cellen og mangel på glukose i blod aktiverer.
Mangel på energi i cellen eller glukose i blod deaktiverer.
Ekstra:
Citrat omdannes under glukoneogenesen ikke af isocitratdehydrogenasen, da ATP’et (og NADH) fra fedtsyre oxidation hæmmer det.
Hvad regulerer F-2,6-BP?
F-2,6-BÅ Aktiverer:
PFK-1, der omdanner F-6P til F-1,6-BP i glykolysen.
Hæmmer:
FBPase, der omdanner F-1,6-BP til F-6-P i glukoneogenesens.
F-2,6-BP dannes fra fruktose-6-fosfat. Enzymet der katalyserer det er PFK-2.
Det kan dannes tilbage til fruktose-6-fosfat, katalyseret af FBPase-2.
Regulering af omdannelsen af glukose-6-fosfat til glukose
Denne reaktion katalyseres af glukose-6-fosfatase, som opreguleres af glukagon og kortisol.
Reguleres også af substratniveau.
