Image: “Sugar” by Andrei Niemimäki. Licença: CC BY-SA 2.0

função da gluconeogénese

gluconeogénese fornece ao organismo glucose quando esta não pode ser obtida a partir de alimentos, tal como durante um período de jejum. Alguns órgãos e células, por exemplo, não podem ganhar energia com a gordura., Particularmente, os glóbulos vermelhos, a medula renal e o sistema nervoso dependem da glicose como sua única fonte de energia.localização e substratos da gluconeogénese as enzimas necessárias para a gluconeogénese encontram-se no fígado humano, nos rins e na mucosa intestinal. Aqui, a produção de glicose a partir de lactato (derivado do músculo e eritrócitos), aminoácidos glicogênicos (principalmente a partir dos músculos), e glicerol (especialmente a partir da gordura) é realizada. Os aminoácidos lactato e glicogénico são convertidos em piruvato e introduzidos na Via da gluconeogénese.,

Imagem: ‘Gliconeogênese resumo’ por Boumphreyfr. Licença: CC BY-SA 3.0

como a gluconeogénese se destina a reverter a glicólise, os passos reversíveis da via da glicólise simplesmente correm na outra direcção. No entanto, existem 3 passos irreversíveis que não podem correr no outro sentido por razões relacionadas com a energia. Estes passos devem ser contornados usando 3 reações chave que os tornam mais eficientes em termos energéticos.,os passos da gluconeogénese como a gluconeogénese se destina a inverter a glicólise, os passos reversíveis da via da glicólise correm simplesmente na outra direcção. No entanto, há três passos irreversíveis que não podem correr na outra direção por razões energéticas. Estes passos têm de ser contornados utilizando três reacções-chave que os tornam mais eficientes do ponto de vista energético.

Passo 1: Conversão de piruvato para phosphoenolpyruvate

Imagem: Estrutura de Phosphoenolpyruvate em projeção de Fischer’ por NEUROtiker., Licença: Domínio Público

piruvato é carboxilado por piruvato carboxilase a oxaloacetato utilizando 1 CO2 e 1 ATP. O oxaloacetato é descarboxilado e fosforilado pela carboxikinase fosfoenolpiruvato (PEPC) em fosfoenolpiruvato utilizando 1 GTP e libertando CO2. Aqui, a descarboxilação impulsiona a reação; a fosforilação gera uma ligação de alta energia no fosfoenolpiruvato. Esta energia vem do GTP usado.,

Passo 2 – 6: Conversão de phosphoenolpyruvate a frutose-1,6-biphosphate

Imagem: Estrutura de beta-D-frutose-1,6-bisphosphate’ por NEUROtiker. License: Public Domain

Steps 2-6 are summarized because they correspond exactly to the process of glycolysis—just in the opposite direction. Através dos produtos intermédios forma-se 2-fosfoglicerato, 3-fosfoglicerato, 1,3-bifosfato e gliceraldeído-3-fosfato, frutose-1,6-bifosfato. Neste processo, 1 ATP e 1 NADH + H+ são consumidos., Os passos de reação individuais podem ser encontrados aqui. A glicólise e a gluconeogênese envolvem as mesmas enzimas, apenas a direção da reação é diferente.

Passo 7: Dephosphorylation de frutose-1,6-bisphosphate a frutose-6-fosfato

Imagem: “Estrutura vof beta-D-frutose-6-fosfato” por NEUROtiker. Licença: Domínio Público

a segunda enzima chave tem de desphosphorilar frutose-1,6-bifosfato., Na gluconeogénese, a enzima frutose-1,6-bifosfatase cataliza a desfosforilação do substrato à frutose-6-fosfato, consumindo assim 1 H2O (na glicólise, é a fosfofrutoquinase 1 que catalisa a fosforilação).

Passo 8: Conversão de frutose-6-fosfato em glicose-6-fosfato

Esta etapa ocorre sem qualquer uso de energia como na glicólise.

Passo 9: Desphosporilação da glucose-6-fosfato à glucose

na terceira e última reacção chave, a glucose-6-fosfato é desphosporilada à glucose, consumindo 1 H2O., Esta reacção é catalisada pela glucose-6-fosfatase e ocorre no retículo endoplasmático.

Nota: A chave de enzimas na gliconeogênese são:

1. Piruvato carboxylase e phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK)
2. Frutose-1,6-bisphosphatase
3. Glicose-6-fosfatase

Estas enzimas são encontradas quase que exclusivamente nos rins, fígado e mucosa intestinal, que é a razão da gliconeogênese só tem lugar nos seguintes locais.,

Imagem: ‘Gliconeogênese’ por Phil Schatz. Licença: CC BY 4.0

Célula Compartimentos da Gliconeogênese – Mitocondrial de Transporte

Outras que na glicólise, uma das enzimas da gliconeogênese, a biotina e dependentes de ATP, o piruvato carboxylase, está localizado no interior da mitocôndria.

seu substrato-piruvato – é transportado para a matriz mitocondrial através de um transportador e é convertido em oxaloacetato., Agora, existem 2 possíveis caminhos para o oxaloacetato:

1. oxaloacetato é convertido por um PEPC mitocondrial e deixa a mitocôndria como fosfoenolpiruvato através de um transporte eletroneutral.
2. vaivém Malato-aspartato: o oxaloacetato é reduzido a malato pela desidrogenase do malato mitocondrial, resultando em 1 NADH. O malato então entra no citosol usando uma proteína de trocador e é oxidado pelo malato citosólico desidrogenase para oxaloacetato. Isto oxida NADH a NAD+., Portanto, ele também é transportado para fora da mitocôndria e agora está disponível para gluconeogênese (consumido no Passo 5).

O segundo caminho provavelmente representa o caminho principal, uma vez que apenas o PEPCK citosólico pode ser regulado.balanço energético da gluconeogénese com piruvato como substrato inicial, a síntese de uma molécula de glucose consome 4 ATP, 2 GTP e 2 NADPH + H+. Considerando todo o processo, uma inversão direta da via glicolítica seria mais eficiente., No entanto, como mencionado acima, 3 passos na glicólise têm que ser contornados uma vez que, no que diz respeito à termodinâmica, a quantidade necessária de energia seria muito grande.com a sua evasão, a síntese de glucose torna-se possível, mas é sempre endergónica. Se este não fosse o caso, o corpo poderia construir e consumir glicose em um ciclo interminável, a fim de produzir energia. No entanto, a gluconeogénese só será utilizada pelo organismo quando o fornecimento insuficiente de glucose o torna absolutamente necessário.

Image: “the Glucose Response Curve” by openi., Licença: CC BY 2.0

Reações da Gliconeogênese

Reação em #1

• Passo 1 de ignorar a piruvato quinase
• Ocorre na mitocôndria.

Reação #2

• Ocorre no citoplasma.
• Segundo trifosfato necessário

Reação #9

• não É a reversão da phosphofructokinase reação.,
• Energia realizados pelo não regenerar o ATP

Reação #11

• não É a reversão da hexoquinase reação.
• energia obtida por não regeneração ATP.
• ocorre no retículo endoplasmático.

Regulação da Gliconeogênese

Desde a glicólise e gliconeogênese execução exatamente direções opostas, é importante que eles não são executados simultaneamente., As etapas de controlo da taxa (eficazes em minutos) incluem:

conversão de piruvato em fosfoenolpiruvato

piruvato carboxilase cataliza esta primeira etapa importante da gluconeogénese. Ele é ativado por acetil-CoA de modo que mais oxaloacetato é produzido e disponível para outras etapas de reação.a conversão da frutose-1,6-bifosfato em frutose-6-fosfato

frutose-1,6-bifosfatase é responsável por esta etapa. É alostericamente controlada pela frutose-2,6-bifosfato, tal como a sua “adversária” – fosfofrutoquinase., A enzima reguladora é a fosfofrutoquinase 2 (não confundir com a fosfofrutoquinase 1 da glicólise).quando activo, sintetiza frutose-2,6-bifosfato, o que tem um efeito inibitório na gluconeogénese e um efeito promotor na glicólise. Este tipo de regulamentação contrária também se chama regulamentação recíproca. O estimulador da fosfofrutoquinase 2 é um baixo nível de acampamento na célula, que, por exemplo, é fornecido pela insulina. O citrato e o ATP têm um efeito positivo na nova síntese da glucose.a longo prazo, a expressão de enzimas chave pode ser regulada., cAMP and glucocorticoids stimulate this expression whereas insulin represses the expression.