Johan Dahlin
36cba13e7f
All checks were successful
Deploy Quartz site to GitHub Pages / build (push) Successful in 2m28s
134 lines
5.1 KiB
Markdown
134 lines
5.1 KiB
Markdown
---
|
||
föreläsare: Ingela Parmryd
|
||
tags:
|
||
- biokemi
|
||
- glukoneogenes
|
||
- anteckningar
|
||
date: 2025-12-03
|
||
---
|
||
|
||
## Varför glukoneogenes?
|
||
|
||
- Blodglukos bör inte sjunka under ~4 mM.
|
||
- CNS kräver cirka 120 g glukos/dygn (även under sömn) men kan inte utnyttja fettsyror p.g.a. blod-hjärnbarriären.
|
||
- Totalt glukosbehov ≈160 g/dygn, varav ~75 % går till CNS.
|
||
- Blodet innehåller endast ~20 g glukos; muskler använder sina egna lager.
|
||
- Levern (~190 g glykogen) måste därför nybilda glukos så att blodnivån hålls stabil mellan måltider.
|
||
|
||
| Kompartment | Mängd/glukoskrav |
|
||
| ----------- | ---------------- |
|
||
| CNS | ~120 g/dygn |
|
||
| Totalt | ~160 g/dygn |
|
||
| Blod | ~20 g |
|
||
| Leverlager | ~190 g |
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Vad är glukoneogenes?
|
||
|
||
- Syntes av glukos från icke-kolhydratkällor: pyruvat, laktat, glycerol och glukogena aminosyror.
|
||
- Glykolysen innehåller sju reversibla enzymsteg som återanvänds. De tre irreversibla glykolysstegen byts ut mot fyra glukoneogenetiska reaktionssteg.
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203132330.png]]
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Steg 1 – Pyruvatkarboxylas
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203132940.png|300]]
|
||
|
||
- Sker i mitokondriens matrix.
|
||
- Enzymet består av fyra identiska subenheter/domäner.
|
||
- Biotin (vitamin B₇) är en prostetisk grupp kovalent bunden till en lysinrest och fungerar som en "svängarm" som förflyttar aktiverat koldioxid.
|
||
|
||
Reaktionsserie:
|
||
1. **Bildning av karboxyfosfat:** $HCO_3^- + ATP \rightarrow$ ADP + HO-$CO_2$-$P_i$
|
||
2. **Aktivering av $CO_2$ på biotin:** biotin-enzym + HO-$CO_2$-$P_i \rightarrow CO_2$-biotin-enzym + $P_i$ (irreversibelt)
|
||
3. **Bildning av oxalacetat:** pyruvat + $CO_2$-biotin-enzym ⇌ oxalacetat + biotin-enzym
|
||
|
||
Resultatet är oxalacetat i matrix – ett substrat som måste transporteras till cytosolen.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Malat–aspartat-shunten
|
||
|
||
Shunt = transport under samtidig omvandling. Oxalacetat kan inte passera mitokondriemembranet direkt, så det reduceras till malat i matrix och oxideras tillbaka i cytosolen. Samtidigt flyttas ett NADH.
|
||
|
||
| Substrat in | Produkt ut | Plats | Enzym |
|
||
| ----------------------------- | ------------------------- | -------- | ------------------ |
|
||
| $H^+ + NADH +$ oxalacetat | malat + $NAD^+$ | Matrix | Malatdehydrogenas |
|
||
| $NAD^+ +$ malat | oxalacetat + $H^+ + NADH$ | Cytosol | Malatdehydrogenas |
|
||
|
||
Det cytosoliska NADH behövs senare i glukoneogenesen (t.ex. för 1,3-BPG → glyceraldehyd-3-P).
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203133759.png]]
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Steg 2 – Fosfoenolpyruvatkarboxykinas (PEPCK)
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203133837.png|400]]
|
||
|
||
- Lokaliserat i cytosolen (finns även en mitokondriell variant i vissa vävnader).
|
||
- Dekarboxylerar och fosforylerar oxalacetat → fosfoenolpyruvat (PEP).
|
||
- Reaktionen kräver GTP; ett Pi lämnar via fosfatasaktivitet.
|
||
- Efter detta kan flera reversibla glykolyssteg användas baklänges.
|
||
|
||
Glukoneogenes har hittills förbrukat 1 ATP (pyruvatkarboxylas) + 1 GTP (PEPCK).
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Steg 3 – Fruktos-1,6-bisfosfatas
|
||
|
||
- Hydrolyserar fruktos-1,6-bisfosfat → fruktos-6-fosfat + Pi.
|
||
- Irreversibelt, regleras starkt:
|
||
- hämmas av fruktos-2,6-bisfosfat (en central regulator som även stimulerar PFK-1 i glykolysen)
|
||
- hämmas av AMP (lågt energiläge)
|
||
- aktiveras av citrat (signal om gott om acetyl-CoA/energi)
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Steg 4 – Glukos-6-fosfatas
|
||
|
||
- Sitter i ER-lumen i lever och (till viss del) njure; saknas i vävnader som inte ska exportera glukos.
|
||
- Omvandlar glukos-6-fosfat → glukos + Pi som transporteras tillbaka till cytosolen och vidare ut via GLUT2.
|
||
- Tre transportörer krävs: för glukos-6-fosfat in i ER, för Pi ut och för glukos ut.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Reglering av glukoneogenes
|
||
|
||
### Energiläge
|
||
- Högt ATP/citrat/acetyl-CoA stimulerar glukoneogenes (och hämmar glykolys).
|
||
- Högt AMP/ADP aktiverar glykolys och hämmar glukoneogenes.
|
||
|
||
### Feedforward/feedback
|
||
- Fruktos-6-fosfat → fruktos-2,6-bisfosfat som aktiverar PFK-1 och hämmar fruktos-1,6-bisfosfatas.
|
||
- Alanin (pyruvatkälla) och AMP signalerar låg energi → hämmar glukoneogenes.
|
||
|
||
### Hormonell styrning
|
||
|
||
| Hormon | Effekter |
|
||
| -------- | ---------------------------------------------------------------- |
|
||
| Glukagon | ↑ pyruvatkarboxylas, ↑ PEPCK, ↓ glukokinas/hexokinas, ↓ PFK-1, ↓ pyruvatkinas |
|
||
| Insulin | ↑ PFK-1, ↑ pyruvatkinas, ↑ fruktos-2,6-bisfosfatas-2 (PFK-2/FBPase-2) aktivitet för glykolys |
|
||
|
||
Transkriptionsnivåer anpassas vid längre fasta (t.ex. uppreglering av PEPCK).
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## Reflektionsfrågor
|
||
|
||
- Varför måste glukoneogenes regleras hårt? (För att undvika futile cycles och säkerställa att glukos produceras endast när nödvändigt.)
|
||
- Varför stänger inte glukagon av alla glykolysenzymer fullständigt? (Muskler behöver kunna köra glykolys parallellt; reglering måste vara vävnadsspecifik.)
|
||
|
||
![[Pasted image 20251203134701.png]]
|
||
|
||
|
||
Varför behöver glukoneogenes regleras?
|
||
- pyruvat + 4ATP + 2 GTP + 3NADH + 6H20 → glukos + 4ADP + 2GDP + 2NAD+ + 2H + 6Pi
|
||
- delta g = -11kcal/mol
|
||
- glykolys = -22 kcal/mol
|
||
|
||
kostar mer att göra glykos via glukoneogenes
|