Glukoneogeneza i put pentoza fosfata Flashcards
Što je glukoneogeneza, zašto je ona važna i gdje se ona događa?
Metabolički put u kojem se iz piruvata i srodnih spojeva (laktat, glicerol, alanin i aspartat) dobiva glukoza
To je važan proces jer su neka tkiva ovisna o glukozi jer ne mogu koristiti druge izvore metaboličke energije poput masnih kiselina (npr mozak)
Kod sisavaca se ona događa većinom u jetri, a malo manje u bubrezima i u unutrašnjosti tankog crijeva
Koja je razlika između glikolize i glukoneogeneze?
S obzirom da su svi koraci osim 1,3 i 10 glikolize reverzibilni, oni su identični u glikoilizi, a ovi ireverzibilni koraci su drugačiji
Kako se piruvat prevodi u fosfoenolpiruvat?
Pomoću dvije reakcije -> događa se u citosolu i mitohondriju
- Piruvat karboksilaza uz koenzim biotina pretvara piruvat u oksaloacetat uz HCO3(-) te se troši ATP i nastaju ADP i anorganski fosfat -> acetil-CoA je aktivator
- Oksaloacetat se pretvara u fosfoenolpiruvat uz fosfoenolpiruvat-karboksikinazu uz utrošak GTP-a, a oslobađaju se GDP i CO2
Koja su dva puta pretvorbe piruvata u fosfoenol piruvat i o čemu ovisi koji će se put provesti?
O tome koje prekursore imamo - piruvat ili laktat
- Piruvat je prekursor
Piruvat ulazi u mitohondrij gdje se pretvara u oksaloacetat koji prelazi u malat ( za tu reakciju se troši NADH)
Malat zatim izlazi iz mitohondrija gdje prelazi u oksaloacetat te u toj reakciji nastaje NADH koji je potreban za kasnije korake glukoneogeneze
Oksaloacetat prelazi u fosfoenolpiruvat uz citosolnu fosfoenolpiruvatkarboksikinazu - Laktat je prekursor
Laktat prelazi u piruvat pomoću laktat dehidrogenaze te se odmah oslobađa NADH
Piruvat ulazi u mitohondrij gdje prelazi u oksaloacetat koji odmah prelazi u fosfoenolpiruvat uz mitohondrijski PEP karboksikinazu
Koja je uloga biotina u mehanizmu reakcije katalizirane piruvat-karboksilazom?
Prenosi aktivirani bikarbonat (HCO3(-)) iz jednog u drugo katalitičko mjesto -> fleksibilna ruka
Biotin je povezan za enzim preko epsilon amino skupine lizina -> biotinilenzim
U katalitičkom mjestu 1 se događa aktivacija bikarbonata uz utrošak ATP-a te nastaje karboksifosfat, ali biotin ubrzo istiskuje fosfat te nastaje karboksibiotin
U katalitičkom mjestu 2 se oslobađa CO2 i on reagira s piruvatom tvoreći oksaloacetat
Opiši mehanizam reakcije katalizirane piruvat-karboksilazom
Dva dijela - vezanje CO2 na biotin i vezanje CO2 na piruvat
- HCO3(-) napada fosforilnu skupinu ATP-a te nastaje karboksifosfat iz kojeg se brzo odvaja anorganski fosfat te preostaje CO2 koji se veže na biotin
- CO2 se eliminira iz karboksibiotinilnog kompleksa te reagira s piruvatom da nastane oksaloacetat uz regeneraciju biotinilenzima
Kako se fruktoza-1,6-bisfosfat pretvara u fruktozu-6-fosfat u glukoneogenezi?
Pomoću hidrolize uz enzim fruktoza-1,6-bisfosfataza
Kako se glukoza-6-fosfat pretvara u glukozu u glukoneogenezi?
Hidrolizom glukoze-6-fosfat uz enzim glukoza-6-fosfataza
Nabroji par glukogenih izvora ugljika
Međuprodukti limunske kiseline -> oksidiraju se do oksaloacetata
citrat, izocitrat, alfa-ketoglutarat, sukcinil-CoA, sukcinat, fumarat, malat
Alanin i glutamin -> uklanjanjem njihovih amino skupina nastaju piruvat i alfaketoglutarat koji se mogu oksidirati do oksaloacetata
Zašto je važan put pentoza-fosfata i na koje dve grane ga dijelimo, gdje se odvija
Sastoji se iz oksidativne i neoksidativne grane te se događa u citosolu
U oksidativnoj grani nastaju NADPH i riboza iz glukoze-6-fosfat koji su važni za reduktivne biosinteze, tj. za biosintezu nukleotida -> DNA, RNA, ATP, NADPH, FADH2, CoA
U neoksidativnoj grani dolazi do regeneracije glukoze-6-fosfat nakon dobivanja NADPH
Opiši oksidativnu granu puta pentoza-fosfata
- Glukoza-6-fosfat dehidrogenaza oksidira glukozu-6-fosfat u 6-fosfoglukono-delta-lakton uz utrošak NADP+
- Laktonasa pretvara 6-fosfoglukono-delta-lakton u 6-fosfoglukonat uz utrošak vode, a oslobađa se H+
- 6-fosfoglukonat dehidrogenaza oksidira C1 6-fosfoglukonata u CO2 uz
utrošak NADP+ te nastaje NADPH iz NADP+ i ribuloza-5-fosfat - Ribuloza-5-fosfat izomerizira u ribozu-5-fosfat uz fosfopentoza izomerazu
Opiši neoksidativnu granu puta pentoza fosfata
U tkivima gdje su potrebni samo NADPH, a ne riboza za nukleotide, dolazi do reciklaže riboze u glukozu-6-fosfat
- Epimerizacija ribuloze-5-fosfat u ksilulozu-5-fosfat uz ribulozu-5-fosfat epimerazu
- U niz reakcija pomoću enzima transketolaza i transaldolaza dolazi do reakcije 6C5->5C6
C5 + C5 -> C3 + C7 -> transketolaza (prenose se 2C)
C3 + C7-> C6 + C4 -> transaldolaza (prenose se 3C)
C4 + C5 > C6 + C3 -> transketolaza
Opiši reakcije transketolaza i transaldolaza i dobivanje glukoze-6-fosfat
Transketolaza 1 - ksiluloza-5-fosfat + riboza-5-fosfat -> gliceraldehid-3-fosfat sedoheptuloza-7-fosfat
Transaldolaza - gliceraldehid-3-fosfat + sedoheptuloza-7-fosfat -> fruktoza-6-fosfat + eritroza-4-fosfat
Transketolaza 2 - eritroza-4-fosfat + riboza-5-fosfat -> fruktoza-6-fosfat + gliceraldehid-3-fosfat
Fruktoza-6-fosfat se prebacuje u glukozu-6-fosfat pomoću enzima fosfoheksoza-izomeraza
Opiši mehanizam transketolaze i navedi prostetičku skupinu
Tijamin pirofosfat (TPP) kao kod piruvat dekarboksilaze
- Karbanion na TPP-u napada karbonilni ugljik ketoze te nastaje tetraedarski meduprodukt
- Dolazi do cijepanja veze između C2 i C3 supstrata te nastaje C=C dupla veza između TPP-a i supstrata
- C=C dupla veza napada karbonilni ugljik aldoznog supstrata koji se veže na ostatak od 2 ugljikova atoma
- Deprotonacijom supstrata dolazi do regeneracije TPP-a i nastanka ketoznog produkta
Objasni mehanizam transaldolaze
Nastaje schiffova baza između supstrata i enzima
- Lizin napada karbonilni ugljik ketoze (sedoheptuloza-7-fosfat) te dolazi do eliminacije vode te nastaje imin
- Protonacijom imina dolazi do pucanja veze između C3 i C4 te nastaje dvostruka veza između C2 i C3 na supstratu i izdvaja se eritroza-4-fosfat
- C=C dvostruka veza napada karbolni ugljik aldoznog supstrata (gliceraldehid-3-fosfat) te protonacijom međuprodukta nastaje protonirani imin
- Odlaskom vodika s dušika imina nastaje neutralni imin koji hidrolizom disocira na NH2 lizina i fruktozu-6-fosfat
