Gluconeogenese

Question 1

gluconeogenese algemeen

Answer 1

= de synthese van glucose uit andere voedingstoffen
–> bij lagere beschikbaarheid = lang niks eten (16-24h) / hoge energie verbruik

1. productie van glucose
   - uit bouwtenen zoals lactaat & alanine
   - in lever, nier & dunne darm
2. transport door bloed als C6P
3. in cellen = opslag in ER
4. hydrolyse in glucose & fosfaat
   - glycose = naar bloed
   - fosfaat = cytosol

pyruvaat -> glucose
2 pyruvaat + 2 NADH + 4 ATP + 2 GTP + 6H2O
-> glucose + 2 NAD + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 H+
- energie eisend: 4ATP & 2GTP + 2NADH
glycolyse
- veel gemeenschappelijke intermediairen & enzymen
- andere enzymen voor de 3 irriversibele reacties
–> hexose-step = energie recupereren van fructose-1,6-bisfosfaat

Question 2

omgekeerde stap pyruvaatkinase

Answer 2

= 2 stappen

1. pyruvaat + HCO3- + ATP -> oxaloacetaat
   - door pyruvaat decarboxylase
   - 4 identieke subeenheden met biotine prostetische groep x lysine
   - biotine voor binding met HCO3-
   - irriversibel door ATP
   - stimulatie door acetyl-coa = opstapeling wijst op ineffecientie krebs
   - oxaloacetaat voor verhouding intermedairen herstellen
2. oxaloacetaat + GTP -> fosfoenolpyruvaat
   - door PEPCK fosfoenol pyrvaat carboxylase
   - 2 varianten
   - planten = ATP
   - dieren = GTP
3. regulatie van PEPCK = transcriptionele
   - vasten = glucagon = hogere transcriptie
   - eten = insuline = verlaging

Question 3

andere stappen gluconeogenese

Answer 3

1. omgekeerde stap fosfofructokinase
   - fructose-1,6-bifosfaat + H2O -> fructose-6-fosfaat + Pi
   - fructose-1,6-bifosfatase
   - inhibite door AMP
   - reciproke regulatie: fructose-2,6-bifosfaat
   = inhibitie fructose-1,6-fructokinase, activatie PFK-1
2. omgekeerde stap hexokinase
   - glucose-6-fosfaat + H2O -> glucose + Pi
   - glucose-6-fosfatase

Question 4

supermuis

Answer 4

extra toevoeging van PEPCK gen in spier (niet natuurlijk voorkomen)
gevolgen
- 10x PEPCK
- hyperactief, agressief & verlengde training
- meer eten terwijl kleiner
- meer mitochondrion
door
- toegenomen flux in metabole wegen van krebs-cyclus

Question 5

precursoren van gluconeogenese

Answer 5

= pyruvaat & citroenzuurcyclus intermediairen

lactaat= cori-cyclus
1. anaerobe productie van lactaat
2. door bloed naar lever
3. lactaat -> pyruvaat door lactaatdehydrogenase
4. pyruvaat -> glucose
- door energie van beta-oxidatie
- kan hierdoor enkel in lever

aminozuren
1. door afbraak tot intermedairen
- pyruvaat = cori-cyclus
- krebscyclus intermediairen
2. door glucose-alanine cyclus
- pyruvaat + glutamaat (alfa-aminobron) -> alanine + alfa-ketoglutaraat
- tranaminatie
- perifeer = omzetting tot alanine
- lever = terug naar pyruvaat

glycerol
1. triacylglycerolen -> glycerol + acetyl-CoA
2. glycerol in cytosol
3. glycerol -> glycerol-3 fosfaat door glycerolkinase
4. glycerol-3-fosfaat -> dihydroxyacetonfosfaat door glycerol-3-fosfaat dehydrogenase
- FAD flavine bevattend
- e- aan Q geven
- rest van ETS afgaan
alternatief = NAD gebruikmaken enzym = vooral voor synthese

Question 6

fysiologische toestand van spieren

Answer 6

eutrofie = evenwicht tussen spiereiwitsynthese & afbraak
sarcopenie = afname spiermassa door ouderdom
atrofie = afname spiermassa door activiteit door breuk of degeneratie zenuw
cachexia = afname spiermassa uit uithongering

Question 7

glucose omzetting naar sorbitol

Answer 7

sommige weefseltypes preferen fructose
- testis, pancreas, hersenen & ooglens
reactie:
1) aldose reductase: glucose + NADPH + H -> sorbitol + NADP
2) polyol dehydrogenase: sortibol + NAD -> fructose + NADH + H

aldose
- hoge affinieit maar lage flux
–> overname door glycolyse
1) hoge bloedsuikerspiegel
2) grote mate van sorbitol productie
3) lagere werking polyol dehydrogenase
4) accumulatie van sorbitol
5) verandering osmolaiteir van cllen
6) opake regio’s = vertroebeling = cataract

Question 8

regulering van gluconeogenese

Answer 8

lange termijn regulatie = door regulering van expressie van PEPCK

korte termijn regulatie

1. pyruvaat -> PEP
   - pyruvaat decarboxylase gestimuleerd door acetyl-CoA
   - pyruvaat kinase
   - gestimuleerd door F16B
   - inhibitie door ATP & fosforylatie door PKA
2. F16BP <=> F6P
   - fosfofructokinase 1 = F16BP maken
   - gestimuleerd door F26BP & AMP
   - inhibitie door citraat & ATP
   - fructose-1,6-bifosfatase = F1P maken
   - inhibitie door F26BP & AMP
   F26BP & AMP geven voordeel voor glycolyse richting
   citraat & AMP geven voordeel voor gluconeogenese richting

Question 9

allosetrische effector fructose-2,6-bifosfaat

Answer 9

1. functies
   - voordeel glycolyse richting
   - inhibiering van fructose-1,6-bifosfaat = maken van F6P
   - stimulering van fosfofructokinase-1 = maken F16P
2. regulering F26P
   - omzetting F2P -> F26P
   - gekatalyseerd door fosfofructokinase 2 = PFK-2 = beide richtingen = duale functie = tandemenzym
   - vasten = glucagon -> cAMP -> fosforylatie & activatie van enzym = afbraak van F26P
   - eten = insuline -> proteine fosfatase -> defosforylatie & inactivatie van enzym = eenaam F26P

Question 10

futile cycling

Answer 10

reciproke regeling voor voorkomen eindeloze cyclus glycolyse -> gluconeogenese -> …
= substraat cycling
= futile cycling
per cycle 4 ATP verloren

kan voorkomen als
- doel voor warmte generatie
- vb bijen in vliegspieren
–> temp van spieren hoog genoeg bij lage temperaturen