Глико́лиз, или путь Эмбдена — Мейергофа — Парнаса — процесс окисления глюкозы, при котором из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты. Гликолиз состоит из цепи последовательных ферментативных реакций и сопровождается запасанием энергии в форме АТФ и НАДH. Гликолиз является универсальным путём катаболизма глюкозы и одним из трёх путей окисления глюкозы, встречающихся в живых клетках. Реакция гликолиза в суммарном виде выглядит следующим образом:
- Глюкоза + 2НАД+ + 2АДФ + 2Pi → 2 пируват + 2НАД*H + 2Н+ + 2АТФ + 2Н2O.
Гексокина́за — 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.
Глюконеогене́з — метаболический путь, приводящий к образованию глюкозы из неуглеводных соединений. Наряду с гликогенолизом, этот путь поддерживает в крови уровень глюкозы, необходимый для работы многих тканей и органов, в первую очередь, нервной ткани и эритроцитов. Он служит важным источником глюкозы в условиях недостаточного количества гликогена, например, после длительного голодания или тяжёлой физической работы. Глюконеогенез является обязательной частью цикла Кори, кроме того, этот процесс может быть использован для превращения пирувата, образованного при дезаминировании аминокислот аланина и серина.
Глюкокиназа — это IV изотип фермента гексокиназы, в основном присутствующий в гепатоцитах, а также в клетках поджелудочной железы. Катализирует фосфорилирование шестиатомных сахаров (гексоз), в частности D-глюкозы, D-маннозы, D-фруктозы, D-глюкозамина, сорбитола.
Сахарный диабет 2-го типа — хроническое заболевание, при котором организм не может эффективно использовать инсулин, в достаточном количестве вырабатываемый клетками поджелудочной железы.
Глюкагон — гормон альфа-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы. По химическому строению глюкагон является пептидным гормоном.
Циклический аденозинмонофосфат — органическое соединение, производное АТФ, выполняющее в организме роль вторичного посредника, использующегося для внутриклеточного распространения сигналов некоторых гормонов, которые не могут проходить через клеточную мембрану.
Эрл Уилбур Сазерленд-младший — американский физиолог, лауреат Нобелевской премии по физиологии или медицине в 1971 году «за открытия, касающиеся механизмов действия гормонов».
Гликогено́лиз — биохимический процесс расщепления гликогена до глюкозо-6-фосфата, и далее, в ряде случаев, до глюкозы. Осуществляется главным образом в печени и скелетных мышцах. Основная задача гликогенолиза — поддержание в организме на постоянном уровне содержания доступных источников энергии: глюкозы в крови и глюкозо-6-фосфата в скелетных мышцах. Регуляция гликогенолиза осуществляется совместно с регуляцией гликогеногенеза, эти два процесса протекают попеременно, в печени — в зависимости от уровня глюкозы в крови, в мышцах — от наличия или отсутстия мышечной активности. Важнейшими гормонами, участвующими в регуляции гликогеногенеза, являются инсулин, глюкагон и адреналин.
Протеинкина́зы — подкласс ферментов киназ (фосфотрансфераз). Протеинкиназы модифицируют другие белки путём фосфорилирования остатков аминокислот, имеющих гидроксильные группы или гетероциклической аминогруппы гистидина.
β2-адренорецепторы — один из подтипов адренорецепторов. Эти рецепторы чувствительны в основном к адреналину, норадреналин действует на них слабо, так как эти рецепторы имеют к нему низкую аффинность.
Углеводный обмен, или метаболизм углеводов в организмах животных и человека. Метаболизм углеводов в организме человека состоит из следующих процессов:
- Расщепление в пищеварительном тракте поступающих с пищей поли- и дисахаридов до моносахаридов, дальнейшее всасывание моносахаридов из кишечника в кровь.
- Синтез и распад гликогена в тканях, прежде всего в печени.
- Гликолиз — распад глюкозы. Первоначально под этим термином обозначали только анаэробное брожение, которое завершается образованием молочной кислоты (лактата) или этанола и углекислого газа. В настоящее время понятие «гликолиз» используется более широко для описания распада глюкозы, проходящего через образование глюкозо-6-фосфата, фруктозо-1,6-дифосфата и пирувата как в отсутствие, так и в присутствии кислорода. В последнем случае употребляется термин «аэробный гликолиз», в отличие от «анаэробного гликолиза», завершающегося образованием молочной кислоты или лактата.
- Анаэробный путь прямого окисления глюкозы или, как его называют, пентозофосфатный путь.
- Взаимопревращение гексоз.
- Анаэробный метаболизм пирувата. Этот процесс выходит за рамки углеводного обмена, однако может рассматриваться как завершающая его стадия: окисление продукта гликолиза — пирувата.
- Глюконеогенез — образование углеводов из неуглеводных продуктов.
Фруктозо-2,6-бисфосфат — регуляторная молекула всех эукариот, аллостерически, влияющая на активность ферментов фосфофруктокиназы 1 (ФФК-1) и фруктозо-1,6-бисфосфатазы (ФБФаза-1). Усиливает гликолиз и подавляет глюконеогенез. Представляет собой эфир фосфорной кислоты и фруктозы.
Фосфофруктокиназа-1 — фермент-фосфофруктокиназа, один из наиболее важных регуляторных ферментов. Отвечает за важный этап гликолиза, катализируя перенос фосфатной группы от молекулы АТФ к фруктозо-6-фосфату, в результате чего образуется фруктозо-1,6-бисфосфат и АДФ.
Фосфофруктокиназа-2 (ФФК-2) или фруктозо-2,6-бисфосфатаза (ФБФ-2) — бифункциональный фермент, регулирующий процессы гликолиза и глюконеогенеза в теле человека. Этот белок является димером, в котором каждый мономер, в зависимости от внешних условий, может действовать как киназа или фосфатаза. Регулируется глюкагоном и инсулином.
Фруктозо-1,6-бисфосфатаза, также Фруктозо-1,6-дисфосфатаза — фермент из группы фосфатаз, катализирующий реакцию гидролиза фруктозо-1,6-бисфосфата до фруктозо-6-фосфата с образованием неорганического фосфата по реакции:
Пируваткиназа — это фермент из класса трансфераз, участвующий в последней стадии гликолиза. Он катализирует перенос фосфатной группы из фосфоенолпирувата (PEP) в аденозиндифосфат (ADP), образуя одну молекулу пирувата и одну молекулу АТФ. Пируваткиназа присутствует у животных в четырёх различных тканеспецифичных изозимах, каждый из которых обладает определёнными кинетическими свойствами, необходимыми для адаптации к изменениям метаболических потребностей различных тканей.
Бесполезный цикл, также известный как цикл субстрата, или «холостой» цикл, представляет собой циклический биохимический процесс, возникающий, когда два метаболических пути одновременно проходят в противоположных направлениях и не имеют общего эффекта, кроме рассеивания энергии в виде тепла. Причина, по которой этот цикл был назван «бесполезным» циклом, заключалась в том, что казалось, что этот цикл работает без чистой пользы для организма. Изначально этот процесс считался причудой метаболизма и, таким образом, был назван бесполезным циклом. После дальнейшего исследования было обнаружено, что бесполезные циклы очень важны для регулирования концентраций метаболитов. Например, если бы гликолиз и глюконеогенез были активными одновременно, глюкоза была бы преобразована в пируват путем гликолиза, а затем обратно в глюкозу путем глюконеогенеза с общим потреблением АТФ. Бесполезные циклы могут играть роль в регуляции метаболизма, где бесполезный цикл будет системой, колеблющейся между двумя состояниями и очень чувствительной к небольшим изменениям активности любого из вовлеченных ферментов. Цикл действительно генерирует тепло и может использоваться для поддержания теплового гомеостаза, например, в бурой жировой ткани молодых млекопитающих, или для быстрого генерирования тепла, например, в летательных мышцах насекомых и у животных, находящихся в спячке, во время периодического возбуждения от оцепенения. Сообщалось, что цикл субстрата метаболизма глюкозы — это не бесполезный цикл, а регулирующий процесс. Например, когда внезапно требуется энергия, АТФ заменяется АМФ, гораздо более реактивным аденином.
Фруктокиназа, также известная как D-фруктокиназа или D-фруктозо-(D-маннозо)киназа, представляет собой фермент печени, кишечника и коркового вещества почек. Фруктокиназа относится к семейству ферментов, называемых трансферазами, что означает, что этот фермент переносит функциональные группы; она также считается фосфотрансферазой, поскольку она специфически переносит фосфатную группу. Фруктокиназа катализирует перенос фосфатной группы с аденозинтрифосфата на фруктозу в качестве начального этапа её утилизации. Основная роль фруктокиназы заключается в углеводном обмене, в частности, в метаболизме сахарозы и фруктозы. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
- АТФ + D -фруктоза → АДФ + D-фруктозо-1-фосфат.
В биохимии цикл Рапопорта — Люберинг, также известный как шунт Рапопорта — Люберинг, челнок Рапопорта — Люберинг, фосфоглицератный цикл или цикл 2,3-БФГ, представляет собой метаболический путь, который происходит в основном в красных кровяных тельцах (эритроцитах) млекопитающих. Это побочный путь гликолиза, состоящий из трех частичных реакций, который имеет центральное значение для производства энергии и углеводного обмена почти у всех живых существ. Таким образом, цикл Рапопорта — Люберинг является одним из биохимических процессов расщепления глюкозы в организме животных.
Медиафайлы на Викискладе
