Glukoneogenez Konusu

Glukoneogenez Konusu

• Glukoneogenez, karbohidrat olmayan öncüllerden glukoz sentezidir.
• Temel substratlar glukojenik amino asitler, laktat ve gliseroldür.
• Glukoneogenezin başlıca dokuları karaciğer (%90) ve böbrektir (%10).
• Karbohidratların veya glikojen deposunun yetersiz olduğu durumlarda, vücut glukoz ihtiyacını glukoneogenez ile karşılar.

Glukoz Metabolizması: Genel Bakış

• Glikojen yıkımı ve sentezi, pentoz fosfat yolu, glikoliz ve glukoneogenez gibi çeşitli yollar vardır.
• Bu yollar birbirleriyle bağlantılı ve vücutta şeker metabolizmasının düzenlenmesinde rol oynar.
• Glikoliz ve glukoneogenez zıt yönlü reaksiyonlardır. Birisi aktifken diğeri inhibe olur.

Dokuların Glukoz Gereksinimi

• Sinir dokusu, beyin günde 120g glikoz tüketir.
• Eritrositler, böbrek medüllası, kornea, testisler ve egzersiz durumundaki kaslar sürekli glukoz desteği gerektirir.

Vücuttaki Glukoz Miktarı

• Vücut sıvılarında 20g, glikojen olarak 190g glukoz bulunur.
• Bu glukoz 10-18 saatlik glukoz ihtiyacını karşılar.
• Daha uzun açlık sürelerinde, karbohidrat dışı kaynaklardan glukoz üretimi gerekir.
• Glukoneogenez yetmezliği ölüme yol açabilir.

Açlık Durumunda Kan Glukoz Kaynakları

• Glukoneogenez, açlık sürecinde kan glukoz seviyesini korumada rol oynar.
• Glikojen yıkımı ve glukoneogenezin katkısı açlık sürecindeki kan glukoz seviyesi üzerinde gösterilmektedir.

Glukoneogenez Glikolizin Tersi Midir?

• Glukoneogenez, glikolizin tam tersi değildir.
• Glikolizin yedi adımı glukoneogenezde de aynıdır.
• Üç farklı adımda farklı enzimler kullanılır.
• Farklı olan basamaklar termo-dinamik açıdan engeldir.
• Enerji harcanarak bu engeller aşılabilir.

Glukoneogenez Bypass Basamakları

• Glukoneogenez glikolizin ters reaksiyonlarının gerçekleştirmesi ile üç farklı by-pass basamağından oluşur.
• Her bir tepkime adımları farklı enzimleri ve biyokimyasal koşulları içerir.

I. Bypass: Prüvatın Fosfoenolprüvata Dönüşümü

• Mitokondride olur
• Karboksilaz ve Karboksikinaz adı verilen enzimler kullanılır.
• Aynı zamanda 2 yüksek enerjili fosfat bağı harcanır.
• Biotin koenzimidir.

II. Bypass: Fruktoz 1,6-Bifosfatın Fruktoz 6-Fosfata Dönüşümü

• Enzim; Fruktoz 1,6-bifosfataz
• Bu işlemde su molekülü harcanır.

III. Bypass: Glukoz 6-Fosfatın Glukoza Dönüşümü

• Endoplazmik retikulumda olur.
• Enzim; glukoz 6-fosfataz.
• Yağ ve kas dokularında bulunmaz bu yüzden kana glukoz veremezler.

Glukoneogenezin Stokiyometresi

• 2 Prüvat + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 2H+ + 4H2O = Glukoz + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 NAD+
• 6 yüksek enerjili fosfat bağı harcanır.
• Serbest enerji değişimi: -16 kJ/mol

Glukoneogenezin Substratları: Gliserol

• Lipoliz sonucu oluşur
• Karaciğer ve böbrekte gliserol kinaz ile Gliserol 3-fosfata dönüştürülür
• Gliserol 3-fosfat, Dihidroksiaseton fosfata dönüşerek glukoneogeneze katılır.

Glukoneogenezin Substratları: Laktat

• Kas, eritrosit ve beyin dokularında anaerobik glikoliz ile oluşur.
• Büyük bir kısmı karaciğerde glukoza dönüştürülerek Cori döngüsü ile sonuçlanır.

Cori Ve Alanin Döngüleri

• Eritrositlerde ve kas dokusunda oluşan laktat karaciğere giderek glikoza dönüştürülür(Cori döngüsü).
• 6 ATP harcanır
• Kas dokusundan alanin, karaciğerde amino grubunun üreye, karbon iskeletinin ise glikoza dönüştürülür(alanin döngüsü).
• 10 ATP harcanır.

Glukoneogenezin Substratları: Amino Asitler ve TCA Döngüsü Ara Ürünleri

• Karaciğer, amino asitleri ve TCA döngüsü ara ürünlerini glukoneogenezde kullanır.
• Glukojenik amino asitler, prövat veya TCA döngüsünde ara ürünlere dönüşerek glikoza dönüştürülür.
• Ketojenik amino asitler asetilCoA ve asetoasetilCoA'ya dönüşerek keton cisimlerine katkı sağlar.
• Sınıflandırmada bazı amino asitler hem glukojenik hem de ketojenik özellik gösterir.

Glukoneogenezin Substratları: Tek Karbon Sayılı Yağ Asitleri

• Tek karbon sayılı yağ asitleri oksidasyon ürünleri olan propiyonat, TCA döngüsü üzerinden glukoneogenez reaksiyonunda kullanılır.
• Çift karbon sayılı yağ asitleri glukoneogenezde kullanılmaz.

Glukoneogenez ve Glikolizin Çapraz Regülasyonu

• Glikoliz ve glukoneogenez aynı anda aktif olmaz.
• Allosterik modifikasyon, geridönüşümlü fosforilasyon ve enzim sentezi gibi mekanizmalar reaksiyonların düzenlenmesinde görev almaktadır.

Prüvat Karboksilazın Allosterik Regülasyonu

• Asetil KoA, prüvat karboksilazın allosterik olarak pozitif bir regülatörüdür.
• Asetil KoA, aynı zamanda prüvat dehidrogenazın bir inhibitörüdür.

Fosfofruktokinaz-1 ve Fruktoz 1,6-Bifosfataz-1'in Regülasyonu

• Fruktoz 2,6-bifosfat, glikoliz ve glukoneogenezin regülasyonunda rol oynar.
• Enzim aktivitesi allosterik modifikasyon, kovalent modifikasyon veya enzim senteziyle regüle edilir.

Fruktoz 2,6-Bifosfatın Hormonal Kontrolü

• Glukagon, protein kinaz A aracılığı ile fruktoz 2,6-bifosfat üretimine etki ederek glukoneogenez hızlandırır ve glikoliz inhibe eder
• İnsülin, protein fosfataz ile tam ters etki göstererek glikoliz aktive eder ve glukoneogenez inhibe edilir.

Prüvat Kinazın Regülasyonu

• Karaciğer ve kas izoformları farklı regülasyonlara sahiptir.
• Hormonal ve allosterik regülasyonlar glukoneogenez ve glikoliz reaksiyonlarını düzenler.

Glukoneogenezin Regülasyonu

• Glukagon, epinefrin, glukokortikoidler ve glukoneogenez aktivatörleri rol oynar.
• Insulin, glukoneogenezi inhibe eder.

Glikolis ve Glukoneogenezin Allosterik Regülasyonu

• Glikoliz ve glukoneogenez reaksiyonları allosterik olarak regüle edilir.
• Fruktoz 2,6-bifosfat önemli allosterik regülatördür.

Aşırı Alkol Alınımında Kan Şekeri Düşmesi

• Aşırı alkol alımı, NADH'in artmasına ve hücre içi oksaloasetat ve pirüvat seviyesindeki azalmaya yol açar.
• Bu da glukoneogenez substratlarını azaltarak kan şekerini düşürür.

Karbohidrat Yolları ve Bağlantıları: Özet

• Karbonhidrat metabolizması çeşitli yollar ve metabolik bağlantıları ihtiva eder.
• Karbohidratlar, glukoz, fruktoz, galaktoz, glükon gibi monomerlere parçalanabilir ve metabolize edilebilir.

Kaynaklar

• Metin içindeki ilgili kaynaklar listelenmiştir

Bu quizde glukoneogenez, karbohidrat olmayan öncüllerden glukoz sentezini ve metabolizma yollarını keşfedeceksiniz. Karaciğer ve böbreğin rolü, dokuların glukoz gereksinimi gibi önemli noktaları öğrenin. Şeker metabolizmasının reglasyonu hakkında genel bir bakış sağlayacak bilgi ve kavramları içerir.