Гексокиназа и глюкокиназа

Гексокиназа и глюкокиназа



ГЕКСОКИНАЗА (КФ 2.7.1.1) — фермент, относящийся к фосфотрансферазам; катализирует реакцию переноса фосфата с АТФ на D-глюкозу с образованием АДФ и глюкозо-6-фосфата, занимающую ключевое положение по отношению к важнейшим путям обмена углеводов — биосинтезу гликогена, пентозофосфатному пути, гликолизу.

Оглавление:

Г. обладает специфичностью, гораздо более выраженной по отношению к донору фосфата, чем к его акцептору.

Акцепторами фосфата в гексокиназной реакции могут служить D-глюкоза, D-фруктоза, D-маннозаи D-глюкозамин, донорами же фосфата, кроме АТФ, лишь ИТФ и дезокси-АТФ. Для проявления каталитической активности Г. нуждается в ионах Mg 2+ . Замена их на другие двухвалентные катионы вызывает снижение скорости ферментативной реакции. Оптимальное значение pH для Г. равно 7,6—8,2. Реакция, катализируемая Г., сопровождается значительным уменьшением свободной энергии и поэтому в физиол, условиях она необратима.

Г. обнаружена у различных микроорганизмов, растений и практически во всех органах и тканях млекопитающих. К 70-м гг. 20 в. из всех известных гексокиназ наиболее изученными оказались Г. дрожжей и млекопитающих. У млекопитающих Г. всего активнее в тканях с высоким по сравнению с гликогеном содержанием глюкозы (табл.).

Активность гексокиназы в различных органах млекопитающих (в микромолях продукта реакции на 1 г влажного веса ткани в 1 мин.)



Активность Г. в значительной степени зависит от возраста и физиол, состояния животного (напр., голодание вызывает снижение активности Г.). Кортикостероиды, недостаток биотина и аскорбиновой к-ты резко подавляют активность фермента. Г. характеризуется наличием множественных форм — изоферментов; у Г. млекопитающих их 4, а у Г. из дрожжей — 2. Мол. вес трех изоферментов Г. из животных тканей равен. Г., специфическая по отношению к глюкозе, с мол. весомобнаружена в печени. Первый изофермент Г., наиболее характерный для мозга, состоит из одной субъединицы, аминокислотный состав к-рой установлен. Вопрос о субъединичной структуре остальных изоферментов Г. остается открытым. Свойства изоферментов Г. (сродство к глюкозе, чувствительность к ингибирующему действию продуктов реакции и протеолитических ферментов и пр.) различны. Генетическая недостаточность ряда ферментов, в т. ч. и Г., локализующейся в эритроцитах, является причиной возникновения хрон, энзимопенической анемии (см.), т. к. недостаточное фосфорилирование глюкозы лимитирует гликолиз (см.) и приводит к преждевременному распаду эритроцитов. В лейкоцитах недостаточность Г. не обнаруживается. Активность Г. в опухолевых тканях резко повышена, а ее регуляция нарушена. Это, по-видимому, является причиной интенсивного и неконтролируемого протекания гликолиза в раковой клетке. В лабораторных исследованиях Г. применяется при определении гликогена в крови по Пфлайдереру. Определение активности Г. в сыворотке крови служит вспомогательным диагностическим тестом при раковых заболеваниях, а в эксперименте используется как тест на бластомогенность некоторых канцерогенных веществ.

Библиография: Диксон М. и Уэбб Э. Ферменты, пер. с англ., М., 1966, библиогр.; A n d e r s o n J. W. а. о. Нехоkinase, a compartmented enzyme, Amer. J. clin. Nutr., v. 24, p. 642, 1971, bibliogr.; S с h i mk e R. T. a. G r o s s b a r d L. Isozymes of hexokinase in animal tissues, Ann. N. Y. Acad. Sci., v. 151, p. 332, 1968.

Источник: http://xn--90aw5c.xn--c1avg/index.php/%D0%93%D0%95%D0%9A%D0%A1%D0%9E%D0%9A%D0%98%D0%9D%D0%90%D0%97%D0%90

Гексокиназа и глюкокиназа

V. МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В КЛЕТКЕ

После всасывания в кишечнике моносахариды поступают в воротную вену и далее преимущественно в печень. Поскольку в составе основных углеводов пищи преобладает глюкоза, её можно считать основным продуктом переваривания углеводов. Другие моносахариды, поступающие из кишечника в процессе метаболизма, могут превращаться в глюкозу или продукты её метаболизма. Часть глюкозы в печени депонируется в виде гликогена, а другая часть через общий кровоток доставляется и используется разными тканями и органами. При нормальном рационе питания концентрация глюкозы в крови поддерживается на уровне -3,3-5,5 ммоль/л (мг/дл). А в период пищеварения её концентрация может повышаться примерно до 150 мг/дл (8 ммоль/л).



А. Фософорилирование глюкозы

В дальнейших превращениях в клетках глюкоза и другие моносахариды участвуют только в виде фосфорных эфиров. Фосфорилирование свободных моносахаридов — обязательная реакция на пути их использования, она приводит к образованию более реакционно-способных соединений и поэтому может рассматриваться как реакция активации.

Глюкоза, поступающая в клетки органов и тканей, сразу же подвергается фосфорилированию с использованием АТФ. Эту реакцию во многих тканях катализирует фермент гексокиназа, а в печени и поджелудочной железе — фермент глюкокиназа. Фосфорилирование глюкозы — практически необратимая реакция, так как она протекает с использованием значительного количества энергии. Образование глюкозо-6-фосфата в клетке — своеобразная "ловушка" для глюкозы, так как мембрана клетки непроницаема для фосфорилированной глюкозы (нет соответствующих транспортных белков). Кроме того, Фосфорилирование уменьшает концентрацию свободной глюкозы в цитоплазме. В результате создаются благоприятные условия для облегчённой диффузии глюкозы в клетки из крови.

Глюкокиназа. Фосфорилирование глюкозы в гепатоцитах в период пищеварения обеспечивается свойствами глюкокиназы, которая имеет высокое значение Кm — 10 ммоль/л. В этот период концентрация глюкозы в воротной вене больше, чем в других отделах кровяного русла и может превышать 10 ммоль/л, а следовательно, активность глюкокиназы в гепатоцитах повышается. Следует отметить, что активность глюкокиназы, в отличие от гексокиназы, не ингибируется продуктом катализируемой реакции — глюкозо-6-фосфатом. Это обстоятельство обеспечивает повышение концентрации глюкозы в клетке в фосфорилированной форме, соответственно её уровню в крови. Как уже упоминалось, глюкоза проникает в гепатоциты путём облегчённой диффузии при участии транспортёра ГЛЮТ-2 (независимого от инсулина). ГЛЮТ-2, так же, как глюкокиназа, имеет высокую Кm, что способствует повышению скорости поступления глюкозы в гепатоциты в период пищеварения, следовательно, ускоряет её фосфорилирование и дальнейшее использование для депонирования.

Хотя инсулин и не влияет на транспорт глюкозы, он усиливает приток глюкозы в гепатоциты в период пищеварения косвенным путём, индуцируя синтез глюкокиназы и ускоряя тем самым Фосфорилирование глюкозы.



Преимущественное потребление глюкозы гепатоцитами, обусловленное свойствами глюкокиназы,

предотвращает чрезмерное повышение её концентрации в крови в абсорбтивном периоде. Это, в свою очередь, снижает последствия протекания нежелательных реакций с участием глюкозы, например гликозилирования белков.

Гексокиназа отличается от глюкокиназы высоким сродством к глюкозе (Кm <0,1 ммоль/л). Следовательно, этот фермент, в отличие от глюкокиназы, активен при низкой концентрации глюкозы в крови, что характерно для постабсорбтивного состояния. Печень в этот период поглощает гораздо меньше глюкозы, так как скорость её внутриклеточного фосфорилирования глюкокиназой резко снижается. Тогда как потребление глюкозы мозгом, эритроцитами и другими тканями обеспечивается активной в этих условиях гексокиназой. Фермент гексокиназа может катализировать фосфорилирование не только D-глюкозы, но и других гексоз, хотя и с меньшей скоростью. Активность гексокиназы изменяется в зависимости от потребностей клетки в энергии. В качестве регуляторов выступают соотношение АТФ/АДФ и внутриклеточный уровень глюкозо-6-фосфата (продукта катализируемой реакции). При снижении расхода энергии в клетке повышается уровень АТФ (относительно АДФ) и глюкозо-6-фосфата. В этом случае активность гексокиназы снижается, и, следовательно, уменьшается скорость поступления глюкозы в клетку.

Следует отметить, что в разных тканях гексокиназа присутствует в различных изоформах, отличающихся величиной Кm. Глюкокиназа печени (и почек) является изоформой IV (гексокиназа IV). В клетках мышц содержится гексокиназа II, а в клетках опухолевых тканей преобладает гексокиназа III, с более высоким, чем у гексокиназы II, сродством к глюкозе.

Б. Дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата



Превращение глюкозо-6-фосфата в глюкозу возможно в печени, почках и клетках эпителия кишечника. В клетках этих органов имеется фермент глюкозо-6-фосфатаза, катализирующая отщепление фосфатной группы гидролитическим путём:

Образовавшаяся свободная глюкоза способна диффундировать из этих органов в кровь. В других органах и тканях глюкозо-6-фосфатазы нет, и поэтому дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата невозможно. Пример подобного необратимого проникновения глюкозы в клетку — мышцы, где глюкозо-6-фосфат может использоваться только в метаболизме этой клетки.

В. Метаболизм глюкозо-6-фосфата

Глюкозо-6-фосфат может использоваться в клетке в различных превращениях, основными из которых являются: синтез гликогена, катаболизм с образованием СО2 и Н2О или лактата, синтез пентоз. Распад глюкозы до конечных продуктов служит источником энергии для организма. Вместе с тем в процессе метаболизма глюкозо-6-фосфата образуются промежуточные продукты, используемые в дальнейшем для синтеза аминокислот, нуклеотидов, глицерина и жирных кислот. Таким образом, глюкозо-6-фосфат — не только субстрат для окисления, но и строительный материал для синтеза новых соединений (рис. 7-20).

Источник: http://www.biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Part48-315.html



Гексокиназа — первый фермент метаболизма глюкозы

Наличие глюкозы в клетке обеспечивается, в первую очередь, облегченной диффузией ее из крови в цитозоль при участии специальных транспортных белков — глюкозных транспортеров (ГлюТ).

Активация глюкозы

После перемещения через мембраны глюкоза в цитозоле немедленно фосфорилируется ферментом гексокиназой , в связи с чем фермент образно называют «ловушка глюкозы». Фосфорилирование глюкозы решает несколько задач:

  • фосфатный эфир глюкозы не в состоянии выйти из клетки, так как молекула отрицательно заряжена и отталкивается от фосфолипидной поверхности мембраны,
  • наличие заряженной группы обеспечивает правильную ориентацию молекулы в активном центре фермента,
  • уменьшается концентрация свободной (нефосфорилированной) глюкозы, что способствует диффузии новых молекул из крови.

Дефосфорилирование глюкозы осуществляется глюкозо-6-фосфатазой . Этот фермент есть только в печени и почках. В эпителии канальцев почек работа фермента связана с реабсорбцией глюкозы. В гепатоцитах фермент необходим, когда печень поддерживает гомеостаз глюкозы в крови.

Реакции фосфорилирования и дефосфорилирования глюкозы

Кроме внешней среды (крови) источником глюкозы для клеток являются запасы гликогена, который используется как внутриклеточный резерв.

Вместе с этим, гепатоциты и канальцевый эпителий почек обладают способностью синтезировать глюкозу из неуглеводных компонентов (глюконеогенез). Но в данном случае глюкоза уходит из этих клеток в кровь и используется другими клетками.

Особенности глюкокиназы

Существуют принципиальные отличия метаболизма глюкозы в печени от других тканей. Это объясняется рядом причин и, в частности, наличием в тканях различных изоферментов гексокиназы. Для печени характерен особый изофермент гексокиназа IV, получивший собственное название – глюкокиназа . Отличиями этого фермента от гексокиназ других тканей являются:

  • низкое сродство к глюкозе (в 1000 раз меньше), что ведет к захвату глюкозы печенью только при ее высокой концентрации в крови (после еды),
  • продукт реакции глюкозо-6-фосфат не ингибирует фермент, в то время как в других тканях гексокиназа чувствительна к такому влиянию. Это позволяет гепатоциту в единицу времени захватывать глюкозы больше, чем он может сразу же утилизовать,
  • чувствительность к действию инсулина – фермент активируется этим гормоном.

Благодаря таким отличиям гепатоцит может эффективно захватывать глюкозу после еды, накапливать и впоследствии метаболизировать ее в любом направлении – синтез гликогена, пентозофосфатный путь, окисление до ацетил-SКоА и синтез липидов.

Вы можете спросить или оставить свое мнение.

Источник: http://biokhimija.ru/lekcii-po-biohimii/22-stroenie-obmen-uglevodov/106-aktivacija-gljukozy.html

Глюкокиназа и гексокиназа

Функция гликолиза кому-то кажется достаточно понятной, а другие о ней совсем не знают. Главное внимание здесь сосредоточено на процессе расщепления глюкозы. Он сопровождается синтезом АТФ и все действия могут быть обратимыми.Гексокиназа обнаружена практически во всех тканях. Ее нет только в паренхиме печени. Этот фермент очень близок по своему составу к глюкозе. Паренхима печени имеет другое вещество, называемое глюкокиназа.



Получение из глюкозы пирувата предполагается при аэробных условиях. Этот процесс происходит при участии фермента гексокиназы. Она превращает глюкозу в глюкозо-6-фосфат. Это помогает клетке поддерживать градиент диффузии в клетках при высокой концентрации глюкозы в крови и препятствует диффузии из клеток при низкой концентрации глюкозы в крови.

В паренхимных клетках печени этот процесс возложен на глюкокиназу. Скорость прохождения реакции напрямую зависит от характера питания конкретного пациента.

Аптеки в очередной раз хотят нажиться на диабетиках. Есть толковый современный европейский препарат, но о нём помалкивают. Это.

Существуют три различных типа этого фермента. Гексокиназу I-III можно найти в большинстве тканей тела, в то время как гексокиназу IV (называемую глюкокиназой) можно обнаружить в печени. Разницей между глюкокиназой и гексокиназой I-III является то, что первая работает только при высоких концентрациях глюкозы.

Когда уровень глюкозы в крови высок, во многих тканях и органах, включая головной мозг и мышцы, будет находиться достаточно глюкозы для поглощения. Чтобы уровень глюкозы в крови вновь вернулся в нормальное русло (например, при гомеостазе), печень забирает избыток глюкозы с помощью глюкокиназы.



Когда уровень глюкозы в крови являются низкими, большинство тканей, особенно в головном мозге, использующих глюкозу для дыхания и питания, ощущают дефицит фермента. Попутно избыток глюкозы накапливается в печени. Это приводит к тому, что в организме не наблюдается глюкозное голодание. Вместо этого, печень дает команду глюкокиназе (так как она работает только с высокими концентрациями) и глюкоза поступает к мозгу и прочим тканям, чтобы они могли продолжать свою работу.

Во время голодания, печень также выпускает глюкозу в процессе глюконеогенеза (обратный гликолиза). Поскольку она имеет меньшее родство к глюкозе, она может ощущать небольшие изменения в физиологических уровнях глюкозы. Таким образом, в условиях голода поджелудочной железы и печени будет использоваться глюкоза необходимая для функционирования мозга. В отличие от гексокиназы глюкокиназа не ингибируется G6P. Мутации в гексокиназе оказались причастными к появлению диабета.

Я страдал сахарным диабетом 31 год. Сейчас здоров. Но, эти капсулы недоступны простым людям, их не хотят продавать аптеки, это им не выгодно.

Отзывы и комментарии

Отзывов и комментариев пока нет! Пожалуйста, высказывайте свое мнение или что-нибудь уточняйте и добавляйте!

Оставить отзыв или комментарий

Препараты от диабета

Если его выпустят на российский аптечный рынок, то аптекари недосчитаются миллиардов рублей!

ДИА-НОВОСТИ

Хочу всё знать!

О Диабете
Типы и виды
Питание
Лечение
Профилактика
Заболевания

ВНИМАНИЕ! ИНФОРМАЦИЯ, ОПУБЛИКОВАННАЯ НА САЙТЕ, НОСИТ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ОЗНАКОМИТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР И НЕ ЯВЛЯЕТСЯ РЕКОМЕНДАЦИЕЙ К ПРИМЕНЕНИЮ. ОБЯЗАТЕЛЬНО ПРОКОНСУЛЬТИРУЙТЕСЬ С ВАШИМ ЛЕЧАЩИМ ВРАЧОМ!



Копирование материалов разрешено только с указанием активной ссылки на первоисточник

Источник: http://www.saharniy-diabet.com/insulin/gormon-podzheludochnoy-zhelezy/glyukokinaza-geksokinaza

/ -ОБМЕН УГЛЕВОДОВ

ГЛЮТ-1 обеспечивает стабильный поток глюкозы в мозг;

ГЛЮТ-2 обнаружен в клетках органов, выделяющих глюкозу в кровь. Именно при участии ГЛЮТ-2 глюкоза переходит в кровь из энтероцитов и печени. ГЛЮТ-2 участвует в транспорте глюкозы в β-клетки поджелудочной железы;

ГЛЮТ-3 обладает большим, чем ГЛЮТ-1, сродством к глюкозе. Он также обеспечивает постоянный приток глюкозы к клеткам нервной и других тканей;



ГЛЮТ-4 — главный переносчик глюкозы в клетки мышц и жировой ткани;

ГЛЮТ-5 встречается, главным образом, в клетках тонкого кишечника. Его функции известны недостаточно.

Все типы ГЛЮТ могут находиться как в плазматической мембране, так и в мембранных везикулах в цитоплазме. Однако только ГЛЮТ-4, локализованный в везикулах цитоплазмы, встраивается в плазматическую мембрану клеток мышечной и жировой ткани при участии гормона поджелудочной железы инсулина. В связи с тем, что поступление глюкозы в мышцы и жировую ткань зависит от инсулина, эти ткани называются инсулинзависимыми.

Влияние инсулина на перемещение транспортёров глюкозы из цитоплазмы в плазматическую мембрану.

1 — связывание инсулина с рецептором; 2 — участок инсулинового рецептора, обращённый внутрь клетки, стимулирует перемещение транспортёров глюкозы; 3, 4 — транспортёры в составе содержащих их везикул перемещаются к плазматической мембране клетки, включаются в её состав и переносят глюкозу в клетку.



Известны различные нарушения в работе транспортёров глюкозы. Наследственный дефект этих белков может лежать в основе инсулинонезависимого сахарного диабета. Нарушения функции ГЛЮТ-4 возможны на следующих этапах:

передача сигнала инсулина о перемещении этого транспортёра к мембране;

перемещение транспортёра в цитоплазме;

включение в состав мембраны;

отшнуровывание от мембраны и т.д.


НАРУШЕНИЯ ПЕРЕВАРИВАНИЯ И ВСАСЫВАНИЯ УГЛЕВОДОВ

В основе патологии переваривания и всасывания углеводов могут быть причины двух типов:

дефекты ферментов, участвующих в гидролизе углеводов в кишечнике;

нарушение всасывания продуктов переваривания углеводов в клетки слизистой оболочки кишечника.

В обоих случаях возникают нерасщеплённые дисахариды или моносахариды. Эти невостребованные углеводы поступают в дистальные отделы кишечника, изменяя осмотическое давление содержимого кишечника. Кроме того, оставшиеся в просвете кишечника углеводы частично подвергаются ферментативному расщеплению микроорганизмами с образованием органических кислот и газов. Всё вместе приводит к притоку воды в кишечник, увеличению объёма кишечного содержимого, усилению перистальтики, спазмам и болям, а также метеоризму.

МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В КЛЕТКЕ



После всасывания в кишечнике моносахариды поступают в воротную вену и далее преимущественно в печень. Поскольку в составе основных углеводов пищи преобладает глюкоза, её можно считать основным продуктом переваривания углеводов. Другие моносахариды, поступающие из кишечника в процессе метаболизма, могут превращаться в глюкозу или продукты её метаболизма. Часть глюкозы в печени депонируется в виде гликогена, а другая часть через общий кровоток доставляется и используется разными тканями и органами. При нормальном рационе питания концентрация глюкозы в крови поддерживается на уровне -3,3-5,5 ммоль/л. А в период пищеварения её концентрация может повышаться примерно 8 ммоль/л.

Метаболизм глюкозы в клетках всех тканей начинается с реакции фосфорилирования и превращения в глюкозо-6-фосфат (с использованием АТФ). Существуют два фермента, катализирующих фосфорилирование глюкозы: в печени и поджелудочной железе — фермент глюкокиназа, во всех других тканях – гексокиназа. Фосфорилирование глюкозы необратимая реакция, так как она протекает с использованием значительного количества энергии. Плазматическая мембрана клеток непроницаема для фосфорилированной глюкозы (нет соответствующих транспортных белков) и, следовательно, она уже не может из них выйти. Кроме того, фосфорилирование уменьшает концентрацию свободной глюкозы в цитоплазме. В результате создаются благоприятные условия для облегчённой диффузии глюкозы в клетки из крови.

Эти ферменты отличаются сродством к глюкозе. Гексокиназа имеет высокое сродство к глюкозе, т.е. этот фермент, в отличие от глюкокиназы, активен при низкой концентрации глюкозы в крови. Вследствие этого мозг, эритроциты и другие ткани могут использовать глюкозу при снижении ее концентрации в крови через 4-5 часов после еды и при голодании. Фермент гексокиназа может катализировать фосфорилирование не только D-глюкозы, но и других гексоз, хотя и с меньшей скоростью. Активность гексокиназы изменяется в зависимости от потребностей клетки в энергии. В качестве регуляторов выступают соотношение АТФ/АДФ и внутриклеточный уровень глюкозо-6-фосфата. При снижении расхода энергии в клетке повышается уровень АТФ (относительно АДФ) и глюкозо-6-фосфата. В этом случае активность гексокиназы снижается, и, следовательно, уменьшается скорость поступления глюкозы в клетку.

Фосфорилирование глюкозы в гепатоцитах в период пищеварения обеспечивается свойствами глюкокиназы. Активность глюкокиназы, в отличие от гексокиназы, не ингибируется глюкозо-6-фосфатом. Это обстоятельство обеспечивает повышение концентрации глюкозы в клетке в фосфорилированной форме, соответственно её уровню в крови. Глюкоза проникает в гепатоциты путём облегчённой диффузии при участии транспортёра ГЛЮТ-2 (независимого от инсулина). ГЛЮТ-2, так же, как глюкокиназа, имеет высокое сродство к глюкозе и способствует повышению скорости поступления глюкозы в гепатоциты в период пищеварения, т.е. ускоряет её фосфорилирование и дальнейшее использование для депонирования.

Хотя инсулин и не влияет на транспорт глюкозы, он усиливает приток глюкозы в гепатоциты в период пищеварения косвенным путём, индуцируя синтез глюкокиназы и ускоряя тем самым фосфорилирование глюкозы.



Преимущественное потребление глюкозы гепатоцитами, обусловленное свойствами глюкокиназы, предотвращает чрезмерное повышение её концентрации в крови в абсорбтивном периоде. Это, в свою очередь, снижает последствия протекания нежелательных реакций с участием глюкозы, например гликозилирования белков.

Превращение глюкозо-6-фосфата в глюкозу возможно в печени, почках и клетках эпителия кишечника. В клетках этих органов имеется фермент глюкозо-6-фосфатаза, катализирующая отщепление фосфатной группы гидролитическим путём:

Образовавшаяся свободная глюкоза способна диффундировать из этих органов в кровь. В других органах и тканях глюкозо-6-фосфатазы нет, и поэтому дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата невозможно. Пример подобного необратимого проникновения глюкозы в клетку — мышцы, где глюкозо-6-фосфат может использоваться только в метаболизме этой клетки.

В зависимости от физиологического состояния организма и типа ткани глюкозо-6-фосфат может использоваться в клетке в различных превращениях, основными из которых являются: синтез гликогена, катаболизм с образованием СО2 и Н2О, синтез пентоз. Распад глюкозы до конечных продуктов служит источником энергии для организма. Вместе с тем в процессе метаболизма глюкозо-6-фосфата образуются промежуточные продукты, используемые в дальнейшем для синтеза аминокислот, нуклеотидов, глицерина и жирных кислот. Таким образом, глюкозо-6-фосфат — не только субстрат для окисления, но и строительный материал для синтеза новых соединений.

Многие ткани синтезируют в качестве резервной формы глюкозы гликоген. Резервная роль гликогена обусловлена двумя важными свойствами: он осмотически неактивен и сильно ветвится, благодаря чему глюкоза быстро присоединяется к полимеру при биосинтезе и отщепляется при мобилизации. Синтез и распад гликогена обеспечивают постоянство концентрации глюкозы в крови и создают депо для её использования тканями по мере необходимости.



Строение и функции гликогена

Гликоген — разветвлённый полисахарид, в котором остатки глюкозы соединены в линейных участках α-1,4-гликозидной связью. В точках ветвления мономеры соединены α-1,6-гликозидными связями. Эти связи образуются примерно с каждым десятым остатком глюкозы, т.е. точки ветвления в гликогене встречаются примерно через каждые десять остатков глюкозы. Таким образом, в молекуле гликогена имеется только одна свободная аномерная ОН-группа и, следовательно, только один восстанавливающий (редуцирующий) конец.

А. Строение молекулы гликогена: 1 — остатки глюкозы, соединённые α-1,4-гликозидной связью; 2 — остатки глюкозы, соединённые α-1,6-гликозидной связью; 3 — нередуцирующие концевые мономеры; 4 — редуцирующий концевой мономер.

Б. Строение отдельного фрагмента молекулы гликогена.

Гликоген хранится в цитозоле клетки в форме гранул диаметромнм. С гранулами связаны и некоторые ферменты, участвующие в метаболизме гликогена, что облегчает их взаимодействие с субстратом. Разветвлённая структура гликогена обусловливает большое количество концевых мономеров, что способствует работе ферментов, отщепляющих или присоединяющих мономеры при распаде или синтезе гликогена, так как эти ферменты могут одновременно работать на нескольких ветвях молекулы. Гликоген депонируется главным образом в печени и скелетных мышцах.



После приёма пищи, богатой углеводами, запас гликогена в печени может составлять примерно 5% от её массы. В мышцах запасается около 1% гликогена, однако масса мышечной ткани значительно больше и поэтому общее количество гликогена в мышцах в 2 раза больше, чем в печени. Гликоген может синтезироваться во многих клетках, например в нейронах, макрофагах, клетках жировой ткани, но содержание его в этих тканях незначительно. В организме может содержаться до 450 г гликогена.

Распад гликогена печени служит в основном для поддержания уровня глюкозы в крови. Поэтому содержание гликогена в печени изменяется в зависимости от ритма питания. При длительном голодании оно снижается почти до нуля. Гликоген мышц служит резервом глюкозы — источника энергии при мышечном сокращении. Мышечный гликоген не используется для поддержания уровня глюкозы в крови.

Синтез гликогена (гликогеногенез)

Гликоген синтезируется в период пищеварения (через 1-2 ч после приёма углеводной пищи). Следует отметить, что синтез гликогена из глюкозы требует затрат энергии.

Глюкоза активно поступает из крови в ткани и фосфорилируется, превращаясь в глюкозо-6-фосфат. Затем глюкозо-6-фосфат превращается фосфоглюкомутазой в глюкозо-1-фосфат, из которой под действием (УДФ)-глюкопирофосфорилазы и при участии (УТФ) образуется УДФ-глюкоза.



Но в силу обратимости реакции глюкозо-6-фосфат ↔ глюкозо-1-фосфат синтез гликогена из глюкозо-1-фосфата и его распад оказались бы также обратимыми и поэтому неконтролируемыми. Чтобы синтез гликогена был термодинамически необратимым, необходима дополнительная стадия образования уридиндифосфатглюкозы из УТФ и глюкозо-1-фосфата. Фермент, катализирующий эту реакцию, назван по обратной реакции: УДФ-глюкопирофосфорилаза. Однако в клетке обратная реакция не протекает, потому что образовавшийся в ходе прямой реакции пирофосфат очень быстро расщепляется пирофосфатазой на 2 молекулы фосфата.

Образованная УДФ-глюкоза далее используется как донор остатка глюкозы при синтезе гликогена. Эту реакцию катализирует фермент гликогенсинтаза (глюкозилтрансфераза). Поскольку в данной реакции не используется АТФ, фермент называют синтазой, а не синтетазой. Фермент переносит остаток глюкозы на олигосахарид, состоящий из 6-10 остатков глюкозы и представляющий собой праймер (затравку), присоединяя молекулы глюкозы, α-1,4-гликозидными связями. Поскольку праймер редуцирующим концом соединен с ОН-группой остатка тирозина белка гликогенина, то гликогенсинтаза последовательно присоединяет глюкозу к нередуцирующему концу. Когда количество мономеров в синтезирующемся полисахариде достигаетмоносахаридных остатков, фермент ветвления (гликозил-4,6-трансфераза) переносит фрагмент, содержащий 6-8 мономеров, то конца молекулы ближе к ее середине и присоединяет его α-1,6-гликозидной связью. В итоге образуется сильно разветвленный полисахарид.

Распад гликогена (гликогенолиз)

Распад гликогена или его мобилизация происходят в ответ на повышение потребности организма в глюкозе. Гликоген печени распадается в основном в интервалах между приёмами пищи, кроме того, этот процесс в печени и мышцах ускоряется во время физической работы.

Сначала фермент гликогенфосфорилаза расщепляет только α-1,4-гликозидные связи при участии фосфорной кислоты последовательно отщепляет остатки глюкозы от нередуцирующих концов молекулы гликогена и фосфорилирует их с образованием глюкозо-1-фосфата. Это приводит к укорочению ветвей.



Когда количество остатков глюкозы ветвях гликогена достигает 4, то фермент олигосахаридтрансфераза расщепляет α-1,4-гликозидную связь и переносит фрагмент, состоящий из 3 мономеров, к концу более длинной цепи.

Фермент α-1,6-гликозидаза гидролизует α-1,6-гликозидную связь в точке ветвления и отщепляет молекулу глюкозы. Таким образом, при мобилизации гликогена образуются глюкозо-1-фосфат и небольшое количество свободной глюкозы. Далее глюкозо-1-фосфат при участии фермента фосфоглюкомутазы превращается в глюкозо-6-фосфат.

Мобилизация гликогена в печени и мышцах идет одинаково до образования глюкозо-6-фосфата. В печени под действием глюкозо-6-фосфатазы глюкозо-6-фосфат превращается в свободную глюкозу, которая поступает в кровь. Следовательно, мобилизация гликогена в печени обеспечивает сохранение нормального уровня глюкозы в крови и снабжение глюкозой других тканей. В мышцах нет фермента глюкозо-6-фосфатазы и глюкозо-6-фосфат используется самими мышцами для энергетических целей.

Биологическое значение обмена гликогена в печени и мышцах

Сравнение процессов синтеза и распада гликогена позволяет сделать следующие выводы:



синтез и распад гликогена протекают по разным метаболическими путям;

печень запасает глюкозу в виде гликогена не столько для собственных нужд, сколько для поддержания постоянной концентрации глюкозы в крови, и, следовательно, обеспечивает поступление глюкозы в другие ткани. Присутствие в печени глюкозо-6-фосфатазы обусловливает эту главную функцию печени в обмене гликогена;

функция мышечного гликогена заключается в освобождении глюкозо-6-фосфата, потребляемого в самой мышце для окисления и использования энергии;

при синтезе гликогена необходимы 1 моль АТФ и 1 моль УТФ;

распад гликогена до глюкозо-6-фосфата не требует энергии;

необратимость процессов синтеза и распада гликогена обеспечивается их регуляцией.

Нарушения обмена гликогена приводят к различным болезням. Они возникают при мутациях в генах, кодирующих ферменты, которые участвуют в обмене гликогена. При этих заболеваниях наблюдается накопление гранул гликогена в печени, мышцах и других тканей, приводящее к повреждению клеток.

РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА И МЕТАБОЛИЗМА ГЛИКОГЕНА

Метаболизм гликогена в печени и мышцах зависит от потребностей организма в глюкозе как источнике энергии. В печени депонирование и мобилизацию гликогена регулируют гормоны инсулин, глюкагон и адреналин.

Инсулин и глюкагон – гормоны-антагонисты, их синтез и секреция зависят от концентрации глюкозы в крови. В норме концентрация глюкозы в крови соответствует 3,3-5,5 ммоль/л. Отношение концентрации инсулина к концентрации глюкагона в крови называют инсулин-глюкагоновым индексом.

Когда уровень глюкозы в крови повышается секреция инсулина увеличивается (инсулин-глюкагоновый индекс повышается). Инсулин способствует поступлению глюкозы в инсулинзависимые ткани, ускоряет использование глюкозы для синтеза гликогена в печени и мышцах.

Когда уровень глюкозы в крови снижается секреция инсулина снижается (инсулин-глюкагоновый индекс понижается). Глюкагон ускоряет мобилизацию гликогена в печени, вследствие чего увеличивается поступление глюкозы из печени в кровь.

Инсулин — синтезируется и секретируется в кровь р-клетками островков Лангерханса поджелудочной железы. β-клетки чувствительны к изменениям содержания глюкозы в крови и секретируют инсулин в ответ на повышение её содержания после приёма пищи. Транспортный белок (ГЛЮТ-2), обеспечивающий поступление глюкозы в β-клетки, отличается низким сродством к ней. Следовательно, этот белок транспортирует глюкозу в клетку поджелудочной железы лишь после того, как её содержание в крови будет выше нормального уровня (более 5,5 ммоль/л). В β-клетках глюкоза фосфорилируется глюкокиназой, скорость фосфорилирования глюкозы глюкокиназой в β-клетках прямо пропорциональна её концентрации в крови.

Синтез инсулина регулируется глюкозой. Глюкоза непосредственно участвует в регуляции экспрессии гена инсулина.

Глюкагон — вырабатываемый α-клетками поджелудочной железы в ответ на снижение уровня глюкозы в крови. По химической природе глюкагон — пептид.

Секреция инсулина и глюкагона также регулируется глюкозой, которая стимулирует секрецию инсулина из β-клеток и подавляет секрецию глюкагона из α-клеток. Кроме того, сам инсулин снижает секрецию глюкагона.

При интенсивной мышечной работе и стрессе в кровь из надпочечников секретируется адреналин. Он ускоряет мобилизацию гликогена в печени и мышцах, обеспечивая тем самым клетки разных тканей глюкозой.

Регуляция активности гликогенфосфорилазы и глигогенсинтазы

Действие этих гормонов в конечном счете сводится к изменению скорости реакций, катализируемых ключевыми ферментами метаболических путей обмена гликогена – гликогенсинтазой и гликогенфосфорилазой, активность которых регулируется аллостерически и фосфорилированием/ десфорилированием.

Гликогенфосфорилаза существует в 2 формах:

1) фосфорилированная — активная (форма а); 2) дефосфорилированная — неактивная (форма в).

Фосфорилирование осуществляется путём переноса фосфатного остатка с АТФ на гидроксильную группу одного из сериновых остатков фермента. Следствие этого — конформационные изменения молекулы фермента и его активация.

Взаимопревращения 2 форм гликогенфосфорилазы обеспечиваются действием ферментов киназы фосфорилазы и фосфопротеинфосфатазы (фермент, структурно связанный с молекулами гликогена). В свою очередь, активность киназы фосфорилазы и фосфопротеинфосфатазы также регулируется путём фосфорилирования и дефосфорилирования.

Активация киназы фосфорилазы происходит под действием протеинкиназы А — ПКА (цАМФ-зависимой). цАМФ сначала активирует протеинкиназу А, которая фосфорилирует киназу фосфорилазы, переводя её в активное состояние, а та, в свою очередь, фосфорилирует гликогенфосфорилазу. Синтез цАМФ стимулируется адреналином и глюкагоном.

Активация фосфопротеинфосфатазы происходит в результате реакции фосфорилирования, катализируемой специфической протеинкиназой, которая, в свою очередь, активируется инсулином посредством каскада реакций с участием других белков и ферментов. Активируемая инсулином протеинкиназа фосфорилирует и тем самым активирует фосфопротеинфосфатазу. Активная фосфопротеинфосфатаза дефосфорилирует и, следовательно, инактивирует киназу фосфорилазы и гликогенфосфорилазу.

Влияние инсулина на активность гликогенсинтазы и киназы фосфорилазы. ФП-фосфатаза (ГР) — фосфопроте-инфосфатаза гранул гликогена. ПК (pp90S6) — протеинкиназа, активируемая инсулином.

Активность гликогенсинтазы также изменяется в результате фосфорилирования и дефосфорилирования. Однако есть существенные различия в регуляции гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы:

фосфорилирование гликогенсинтазы катализирует ПК А и вызывает её инактивацию;

дефосфорилирование гликогенсинтазы под действием фосфопротеинфосфатазы, наоборот, её активирует.

Регуляция метаболизма гликогена в печени

Повышение уровня глюкозы в крови стимулирует синтез и секрецию β-клетками поджелудочной железы гормона инсулина. Инсулин передает сигнал в клетку через мембранный каталитический рецептор — тирозиновую протеинкиназу. Взаимодействие рецептора с гормоном инициирует ряд последовательных реакций, приводящих к активации фосфопротеинфосфатазы гранул гликогена. Этот фермент дефосфорилирует гликогенсинтазу и гликогенфосфорилазу, в результате чего гликогенсинтаза активируется, а гликогенфосфорилаза становится неактивной.

Таким образом, в печени ускоряется синтез гликогена и тормозится его распад.

При голодании снижение уровня глюкозы в крови является сигналом для синтеза и секреции α-клетками поджелудочной железы глюкагона. Гормон передает сигнал в клетки через аденилатциклазную систему. Это приводит к активации проттеинкиназы А, которая фосфорилирует гликогенсинтазу и киназу фосфорилазы. В результате фосфорилирования гликогенсинтаза инактивируется и синтез гликогена тормозится, а киназа фосфорилазы становится активной и фосфорилирует гликогенфосфорилазу, которая становится активной. Активная гликогенфосфорилаза ускоряет мобилизацию гликогена в печени.

1 — глюкагон и адреналин взаимодействуют со специфическими мембранными рецепторами. Комплекс гормон-рецептор влияет на конформацию G-белка, вызывая диссоциацию его на протомеры и замену в α-субъединице ГДФ на ГТФ;

2 — α-субъединица, связанная с ГТФ, активирует аденилатциклазу, катализирующую синтез цАМФ из АТФ;

3 — в присутствии цАМФ протеинкиназа А обратимо диссоциирует, освобождая обладающие каталитической активностью субъединицы С;

4 — протеинкиназа А фосфорилирует и активирует киназу фосфорилазы;

5 — киназа фосфорилазы фосфорилирует гликогенфосфорилазу, переводя её в активную форму;

6 — протеинкиназа А фосфорилирует также гликогенсинтазу, переводя её в неактивное состояние;

7 — в результате ингибирования гликогенсинтазы и активации гликогенфосфорилазы гликоген включается в процесс распада;

8 — фосфодиэстераза катализирует распад цАМФ и тем самым прерывает действие гормонального сигнала. Комплекс α-субъединица-ГТФ затем распадается.

При интенсивной физическеой работе и стрессе в крови повышается концентрация адреналина. В печени есть два типа мембранных рецепторов адреналина. Эффект адреналина в печени обусловлен фосфорилированием и активацией гликогенфосфорилазы. Адреналин имеет сходный с глюкагоном механизм действия. Но возможно включение и другой эффекторной системы передачи сигнала в клетку печени.

Регуляция синтеза и распада гликогена в печени адреналином и Са 2+ .

ФИФ2— фосфатидилинозитолбисфосфат; ИФ3— инозитол-1,4,5-трифосфат; ДАГ — диацилглицерол; ЭР — эндоплазматический ретикулум; ФС — фосфодитилсерин.

1 — взаимодействие адреналина с α1-рецептором трансформирует сигнал через активацию G-белка на фосфолипазу С, переводя её в активное состояние;

2 — фосфолипаза С гидролизует ФИФ2 на ИФ3 и ДАГ;

3 — ИФ3 активирует мобилизацию Са 2+ из ЭР;

4 — Са 2+ , ДАГ и фосфодитилсерин активируют протеинкиназу С. Протеинкиназа С фосфорилирует гликогенсинтазу, переводя её в неактивное состояние;

5 — комплекс 4Са 2+ — кальмодулин активирует киназу фосфорилазы и кальмодулин-зависимые протеинкиназы;

6 — киназа фосфорилазы фосфорилирует гликогенфосфорилазу и тем самым её активирует;

7 — активные формы трёх ферментов (кальмодулинзависимая протеинкиназа, киназа фосфорилазы и протеинкиназа С) фосфорилируют гликогенсинтазу в различных центрах, переводя её в неактивное состояние.

Какая система передачи сигнала в клетку будет использована, зависит от типа рецепторов, с которыми взаимодействует адреналин. Так, взаимодействие адреналина с β2-рецепторами клеток печени приводит в действие аденилатциклазную систему. Взаимодействие же адреналина с α1-рецепторами «включают» инозитолфосфатный механизм трансмембранной передачи гормонального сигнала. Результат действия обеих систем — фосфорилирование ключевых ферментов и переключение процессов с синтеза гликогена на его распад. Следует отметить, что тип рецепторов, который в наибольшей степени вовлекается в ответ клетки на адреналин, зависит от концентрации его в крови.

В период пищеварения преобладает влияние инсулина, так как инсулин-глюкагоновый индекс в этом случае повышается. В целом инсулин влияет на обмен гликогена противоположно глюкагону. Инсулин снижает концентрацию глюкозы в крови в период пищеварения, действуя на метаболизм печени следующим образом:

снижает уровень цАМФ в клетках и тем самым активируя протеинкиназу В. Протеинкиназа В, в свою очередь, фосфорилирует и активирует фосфодиэстеразу цАМФ — фермент, гидролизующий цАМФ с образованием АМФ;

активирует фосфопротеинфосфатазу гранул гликогена, которая дефосфорилирует гликогенсинтазу и таким образом её активирует. Кроме того, фосфопротеинфосфатаза дефосфорилирует и, следовательно, инактивирует киназу фосфорилазы и гликогенфосфорилазу;

индуцирует синтез глюкокиназы, тем самым ускоряя фосфорилирование глюкозы в клетке.

Для продолжения скачивания необходимо собрать картинку:

Источник: http://studfiles.net/preview//page:2/

Гексокиназа

Гексокина́за (АТФ-зависимая D-гексоза-6-фосфотрансфераза) (КФ 2.7.1.1) — цитоплазматический фермент класса трансфераз, подкласса фосфотрансфераз, первый фермент пути гликолиза. В отличие от глюкокиназы, константа Михаэлиса гексокиназы равна 0,1 ммоль/л, следовательно, гексокиназа, локализованная в клетках большинства тканей организма человека, буквально «вылавливает» глюкозу из плазмы крови, тогда как глюкокиназа катализирует реакцию фосфорилирования глюкозы лишь при высоких её концентрациях. Соответственно, глюкокиназа и гексокиназа обеспечивают перераспределение потока глюкозы в организме: во время всасывания питательных веществ из кишечника концентрация глюкозы в плазме крови увеличивается, и глюкоза направляется в печень, где подвергается действию глюкокиназы; по окончании пищеварения — на фоне снижения концентрации глюкозы — она направляется в скелетные мышцы, где на неё действует гексокиназа.

Гексокиназа производит фосфорилирование шестиуглеродных сахаров (гексоз) с использованием энергии АТФ:

D-гексоза + АТФ → D-гексозо-6-фосфат + АДФ.

Субстратом фосфорилирования могут быть такие гексозы как D-глюкоза, D-манноза, D-фруктоза, сорбитол и D-гликозамин.

Наибольшее значение имеет реакция фосфорилирования D-глюкозы, реакция имеет вид:

Гексокиназа найдена у бактерий, растений и у всех животных, включая человека. У млекопитающих известно четыре изофермента, или изотипа, гексокиназы (I—IV). IV тип также называется глюкокиназой. Этот изотип гексокиназы встречается преимущественно в гепатоцитах.

На активность гексокиназы в клетках животных действуют ряд факторов. Гексокиназы I—III ингибируются продуктом реакции глюкозо-6-фосфатом. Инсулин, адреналин, тиреоидные гормоны повышают гексокиназную активность в клетках, в то время как глюкокортикоиды, соматотропин её снижают.

См. также

<imagemap>: неверное или отсутствующее изображение

Эта отметка установлена 13 мая 2011 года.

Напишите отзыв о статье «Гексокиназа»

Отрывок, характеризующий Гексокиназа

Крестный отец дед, боясь уронить, вздрагивая, носил младенца вокруг жестяной помятой купели и передавал его крестной матери, княжне Марье. Князь Андрей, замирая от страха, чтоб не утопили ребенка, сидел в другой комнате, ожидая окончания таинства. Он радостно взглянул на ребенка, когда ему вынесла его нянюшка, и одобрительно кивнул головой, когда нянюшка сообщила ему, что брошенный в купель вощечок с волосками не потонул, а поплыл по купели.

Участие Ростова в дуэли Долохова с Безуховым было замято стараниями старого графа, и Ростов вместо того, чтобы быть разжалованным, как он ожидал, был определен адъютантом к московскому генерал губернатору. Вследствие этого он не мог ехать в деревню со всем семейством, а оставался при своей новой должности всё лето в Москве. Долохов выздоровел, и Ростов особенно сдружился с ним в это время его выздоровления. Долохов больной лежал у матери, страстно и нежно любившей его. Старушка Марья Ивановна, полюбившая Ростова за его дружбу к Феде, часто говорила ему про своего сына.

– Да, граф, он слишком благороден и чист душою, – говаривала она, – для нашего нынешнего, развращенного света. Добродетели никто не любит, она всем глаза колет. Ну скажите, граф, справедливо это, честно это со стороны Безухова? А Федя по своему благородству любил его, и теперь никогда ничего дурного про него не говорит. В Петербурге эти шалости с квартальным там что то шутили, ведь они вместе делали? Что ж, Безухову ничего, а Федя все на своих плечах перенес! Ведь что он перенес! Положим, возвратили, да ведь как же и не возвратить? Я думаю таких, как он, храбрецов и сынов отечества не много там было. Что ж теперь – эта дуэль! Есть ли чувство, честь у этих людей! Зная, что он единственный сын, вызвать на дуэль и стрелять так прямо! Хорошо, что Бог помиловал нас. И за что же? Ну кто же в наше время не имеет интриги? Что ж, коли он так ревнив? Я понимаю, ведь он прежде мог дать почувствовать, а то год ведь продолжалось. И что же, вызвал на дуэль, полагая, что Федя не будет драться, потому что он ему должен. Какая низость! Какая гадость! Я знаю, вы Федю поняли, мой милый граф, оттого то я вас душой люблю, верьте мне. Его редкие понимают. Это такая высокая, небесная душа!

Источник: http://wiki-org.ru/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BA%D1%81%D0%BE%D0%BA%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%B7%D0%B0

Обсуждения

Углеводы, обмен. Гексокиназа\глюкокиназа

1 сообщение

Несмотря на разнообразие форм и пищевых источников углеводов, конечными продуктами переваривания, которые всасы¬ваются в кишечнике, являются гексозы: глюкоза, фруктоза и га¬лактоза. Из этих простых Сахаров глюкоза по своей распро-страненности в качестве углеводного компонента пищи намного превосходит все ос-тальные.

Поскольку внутри клеток свободная глюкоза как таковая практически отсутст-вует, вся поглощаемая тканями глюкоза под¬вергается метаболическим превращениям (рис. 10—2). Основны¬ми путями метаболизма проникшей в клетку глюкозы являются 1 — накопление в виде гликогена; 2 — окисление через гликоли¬тический (анаэробный) путь до пирувата и лактата; 3 — окисле¬ние через аэробный цикл трикарбоновых ки-слот (цикл Кребса) или в меньшей степени через пентозный цикл до СО2; 4—превращение в жирные кис¬лоты и накопление в виде триглицеридов (синтез жи¬ра); 5—высвобождение из клетки в виде свободной глюкозы.

Независимо от после¬дующих путей метаболиз¬ма первой внутриклеточ¬ной реакци-ей, в которой участвует глюкоза, явля¬ется ее фосфорилирование в глюкозо-6-фосфат (см. рис. 10—2). В печени эта реакция контролируется двумя ферментами: гексоки-назой и глюкокиназой. Гексокиназа, не специфичная в том отношении, что может воздействовать не толь¬ко на глюкозу, но и на фруктозу, имеет КМ 10

5 М; это сви-детель¬ствует о том, что полунасыщение фермента происходит при кон¬центрации глю-козы всего лишь 0,18 мг/100 мл. С другой стороны, глюкокиназа, катализирующая фосфорилирование глюкозы, при¬мерно в 4 раза активнее, чем фруктозы, имеет КМ 10

2 М, так что ее полунасыщение происходит лишь при повышении окружающей концентра-ции глюкозы до 180 мг/100 мл. Различия КМ этих двух ферментов играют решающую роль, поскольку в физиологических условиях гексокиназа всегда функционирует в состоянии, близком к насыщению, тогда как степень насыщенности глюкокиназы уве-личивается при физиологическом увеличении концентрации глю¬козы в плазме. Актив-ность гексокиназы в разных физиологических условиях весьма стабильна, а актив-ность глюкокиназы снижается при голодании или диабете и повышается под влиянием инсулина. В мышцах и жировой ткани, непроницаемых для глюкозы,.присутствует только гексокиназа обладающая низкой КМ. В этих тканях ограничивающим скорость этапом метаболизма глюкозы независимо от её последующих превращений является транс¬порт сахара в клетку — процесс, регулируемый инсулином .

Источник: http://vk.com/topic_

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Гексокиназа глюкокиназа

    Более показательным примером фермента, который может находиться во множестве разных форм, является гексокиназа [схема (6-91)] [70]. Гексокиназа мозга характеризуется низким значением константы Михаэлиса для глюкозы (/См = 0,05 мМ). Она способна, следовательно, фосфорилировать глюкозу, обеспечивая дальнейший метаболизм этого субстрата, даже когда концентрация глюкозы в мозге падает до очень низкого уровня. В то же время глюкокиназа, изофермент печени, уда- [c.67]

    Существуют также ферменты, способные катализировать одну и ту же реакцию, но различающиеся по ряду свойств (активности и др.). Такие ферменты называют изоферментами. Например, ферменты глюкокиназа и гексокиназа катализируют превращение глюкозы в глюкозо-6-фосфат, но различаются по значению константы Михаэлиса, а также по локализации в организме глюкокиназа — это фермент печени, а гексокиназа обнаруживается в печени, мышцах и других органах. Физиологическое значение этих ферментов состоит в том, что глюкокиназа, обладая низким сродством к глюкозе (по сравнению с гексокиназой), обеспечивает протекание реакции при высоких концентрациях глюкозы, а гексокина- [c.121]

    Изоферменты могут различаться по значению К (для изоферментов глюкокиназы и гексокиназы значение Кщ различается в 50 раз, и это объясняет их различную физиологическую функцию см. рис. 2.16). [c.41]

Источник: http://chem21.info/info/615305/

Глюкокиназа

(альфа-D- Глюкоза + ATP -> альфа-D- Глюкозо-6-фосфат + ADP ) в паренхиматозных клетках печени . Индуцируемый фермент, активность которого зависит от характера питания. Донором фосфата служит ATP в виде комплекса Mg-ATP, что характерно и для многих других реакций фосфорилирования. При этом расходуется одна высокоэнергетическая фосфатная связь ATP и образуется ADP. Реакция сопровождается значительными потерями свободной энергии в форме теплоты. Поэтому при физиологических условиях эта реакция является необратимой.

Гексокиназа EC 2.7.1.1 , присутствующая во всех тканях, за исключением паренхимы печени, также катализирует эту реакцию.

Функция глюкокиназы состоит в «захватывании» глюкозы из кровотока после приема пищи (когда. концентрация глюкозы в крови повышается). В отличие от гексокиназы она имеет высокое значение Km для глюкозы и эффективно функционирует при концентрации глюкозы в крови выше 100 мг/100 мл. Глюкокиназа специфична к глюкозе.

Источник: http://humbio.ru/humbio/biochem/b.htm

admin
admin