Koło 1

Heksokinaza Km i powinowactwo

wysokie powinowactwo (małe Km) w stosunku do substratu, hamowana przez produkt

Heksokinaza reakcja

glukoza +ATP - glukozo-6-fosforan z ADP

Glukokinaza gdzie?

hepatocyty i komórki B wysp Langerhansa

Glukokinaza Km

Wysokie Km (małe powinowactwo), brak hamowania przez produkt

Izomeraza fosfoheksozowa reakcja

glukozo-6-fosforan i Mg2+ - fruktozo-6-fosforan

Fosfofruktokinaza-1 hamowana prez

cytrynian oraz ATP

Fosfofruktokinaza-2 produkt

fruktozo-2,6-bisfosforan

Aldolaza reakcja

fruktozo-1,6-bisfosforan - fosfodihydroksyaceton i gliceraldehydo- 3-fosforan

Izomeraza fosfotriozowa reakcja

fosfodihydroksyaceton - gliceraldehydo- 3-fosforan

Dehydrogenaza gliceraldehydo-3-fosforanowa reakcja

gliceraldehydo- 3-fosforan + fosforan nieorganiczny - 1,3-bisfosfoglicerynian

Dehydrogenaza gliceraldehydo-3-fosforanowa co zachodzi i typ reakcji

fosforylacja oksydacyjna, Nad+ w Nadh + H+

Kinaza fosfoglicerynianowa

1,3-bisfosfoglicerynian + ADP (fosforylacja substratowa) - 3-fosfoglicerynian + ATP

Enolaza hamowana przez

Fluorek

etap regulacji glikolizy

1Heksokinaza, 2 Fosfofruktokinaza-1 (najważniejszy), 3 Kinaza pirogronianowa

samoistna fruktozuria

brak fruktokinazy

dziedziczna nietolerancja fruktozy

brak aldolazy B, trzba unikać fruktozy i sacharozy

deficyt galaktokinazy

autosomalna recesywna, dużo galaktozy we krwi i w moczu

galaktazemia klasyczna

brak galaktozo-1-fosfatazo urydynotransferazy (GALT), autosomalna recesywna

galaktazemia klasyczna co powoduje

akumulacja galaktozo-1-fostatazy

reduktaza aldozowa potrzebna przy

Potrzebna przy nadmarze galaktozy

Glukoneogeneza główne substraty

aminokwasy glukogenne, mleczan, glicerol oraz propionian

karboksylaza pirogronianowa

pirogronian - szczawiooctan, enzym mitochondrialny i wymagający biotyny i ATP,

Karboksylaza pirogronianowa pozytywny efektor

acetylo-CoA

pierwszy enzymem regulatorowym gukoneogenezy

Karboksylaza pirogronianowa

Glikogen mięśnie szkieletowe

400g glikogenu (1-2% masy)

Glikogen wątroba

100g glikogenu (6-8% masy)

fosforylaza glikogenowa katalizuje

usunięcie reszty glukozy z nieredukującego końca glikogenu

Fosfoglukomutaza katalizuje odwracalną reakcję

glukozo-1-fosforan - glukozo-6-fosforan

Pirofosforylaza UDP-glukozy

glukozo-1-fosforan + UTP - UDP-glukoza +PPi

Rola rozgałęzień w glikogenie

biologiczną rolą rozgałęzień w glikogenie jest wzrost rozpuszczalności glikogenu oraz zwiększenie liczby końców nieredukujących

Synteza rozgałęzień w glikogenie

wiązania te są syntetyzowane przez enzym rozgałęziający wiązania A1-A6

Rola glikogeniny w syntezie glikogenu

rolę zarówno primera, jak i enzymu syntetyzującego początkowy łańcuch glikogenu, pełni specjalne białko glikogenina

Losy pirogronianu w warunkach aerobowych

pirogronian może zostać przekształcony do glukozy i glikogenu na drodze glukoneogenezy lub utleniony do acetylo- CoA w celu uzyskania energi

Kompleks dehydrogenazy pirogronianowej enzymy, koenzymy

proces wymaga sekwencyjnego działania trzech różnych enzymów i pięciu różnych koenzymów lub grup prostetycznych - TPP, FAD, HS-CoA, NAD+ i liponianu

Kompleks dehydrogenazy pirogronianowej witaminy

tiamina B1 (w TPP), ryboflawina B2 (w FAD), niacyna B3 (w NAD+) oraz pantotenian B5 (w HS-CoA)

Regulacja kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej

kompleks jest hamowany przez produkty reakcji, NADH i acetylo-CoA

Tkanki z aktywnym szlakiem pentozowym

nadnercze, wątroba, jądra, tk. tłuszczowa, jajniki, gr. mlekowy, erytrocyty

Szlaki syntez wymagające NADPH

synteza kwasów tłuszczowych, synteza cholesterolu, synteza neuroprzekaźników, synteza nukleotydów

Szlaki wymagające NADPH Detoksykacja

redukcja utlenionego glutationu, monooksygenazy zawierające cytochrom P450

Dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa

katalizuje nieodwracalną reakcję odwodorowania glukozo-6-fosforanu przy węglu 1

pierwsza reakcja fazy oksydacyjnej szlaku pentozofosforanowego

odwodorowanie glukozo-6-fosforanu, jest fizjologicznie nieodwracalna, ogranicza szybkość szlkaku

najważniejszym czynnikiem regulacyjnym szlak pentozowy

dostępność NADP

faza nieoksydacyjna szlaku pentozofosforanowego jest kontrolowana przede wszystkime przez

dostępność substratów

Niedobór dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej

genetycznie uwarunkowany, dziedziczy się w sposób dominujący sprzężony z chromosomem X

niedobór G-6-PD jest przyczyną

anemii hemolitycznej indukowanej lekami

Vicia faba zawiera

diwicynę - glikozyd puynowy

fawizm

erytrocyty ulegają lizie 24 to 48 godzin po spożyciu bobu, uwalniając do krwi wolną hemoglobinę

anemia w przypadku niedoboru G-6-PD może być indukowana

lekami o dużym potencjale oksydacyjno-redukcyjnym, np. leki przeciwmalaryczne (chlorochina), sulfonamidy, dapson, nitrofurantoina, witamina C w dużych dawkach, polopiryna, witamina K (głównie u noworodków)

Objawy niedoboru dehydrogenazy G-6-PD

ciałka Heinza w cytoplazmie erytrocytów, u około 5% osób z niedoborem G-6-PD już w okresie noworodkowym może ujawnić się hiperbilirubinemia

Leczenie niedoboru dehydrogenazy G-6-P

przetaczanie krwinek czerwonych, splenektomia

W erytrocytach GSH jest niezbędny dla

utrzymania prawidłowego kształtu krwinek czerwonych i dla utrzymania hemoglobiny w formie zredukowanej – Fe2

ciałka Heinza

(powstają ze zdenaturowanej Hb i białek zrębu erytrocytu). grupy –SH hemoglobiny są utleniane, tworząc mostki między cząsteczkami – powstają agregaty

Niedobór dehydrogenazy G-6-P a malaria

niedobór G-6-PD chroni przed najgroźniejszą postacią malarii – zarodźcem sierpowatym,

najczęściej występującą postacią niedoboru G-6-PD jest

niedobór charakteryzujący się 10-krotną redukcją aktywności enzymu w krwinkach czerwonych, występuje u 11% Amerykanów pochodzenia afrykańskiego

Choroba von Gierkego

niedobór gklukozo-6-fosfatazy, nagromadzenie glikogenu w wątrobie i kanalikach nerkowych

Choroba Pompego

niedobór kwaśnej maltazy, nagromadzenie glikogenu w lizosomach

Choroba Forbesa lub Corinch

Brak enzymu usuwającego rozgałęzienia, Hipoglikemia głdowa, gromadznie rozgałęzionych polisacharydów

Choroba Andersena

Brak enzymu rozgałęziającego, Hepatomegalia

Syndrom McArdle'a

brak fosforylazy glikogenowej w mięśniach, mniejsza zdolność do wysiłku, zbyt dużo glikogenu

Choroba Hersa

Niedobór fosforylazy glikogenowej w wątrobie, hepatomegalia

niedobor dehydrogenazy G-6-P Klasa I

chorzy z bardzo małą aktywnością enzymu, < 10%, z objawami przewlekłej hemolizy

niedobor dehydrogenazy G-6-P Klasa II

ze znacznym niedoborem G-6-PD, z przejściową hemolizą

niedobor dehydrogenazy G-6-P Klasa III

chorzy z umiarkowanym niedoborem, 10-60% normy, z przejściową hemolizą indukowaną lekami lub zakażeniem

Bariera wewnętrznej błony mitochondrialnej brak transportera dla

szczawiooctanu

przed transportem do cytozolu, szczawiooctan utworzony z pirogronianu musi

zostać zredukowany do jabłczanu przez mitochondrialną dehydrogenazę jabłczanową, co zużywa 1 cz. NADH

kompleks dehydrogenazy pirogronianowej

dehydrogenaza pirogronianowa, acetylotransferaza dihydroliponoamidowa, dehydrogenaza dihydroliponoamidowa

enzym rozgałęziający dziala od

11 reszt glukozowych

enzym rozgałęziający tworzy wiązanie

1-6 glikozydowe

w trzustce, G-6-P syntetyzowany przez glukokinazę jest sygnałem o zwiększonej dostępności glukozy i prowadzi do wydzielenia

insuliny

Fosfofruktokinaza-1 jest hamowana przez

cytrynian oraz ATP

Fosfofruktokinaza-1 jest aktywowana przez

5′-AMP, fruktozo- 2,6-bisfosforan

fosfofruktokinazę 2 (PFK-2) a insulina

insulina stymuluje defosforylację enzymu - PFK-2 ulega aktywacji i wzrasta stężenie F-2,6-BP, który aktywuje glikolizę

fosfofruktokinazę 2 (PFK-2) a glukagon i noradrenalina

glukagon i noradrenalina stymulują fosforylację enzymu bifunkcyjnego - PFK-2 ulega inaktywacji, a FBPaza-2 jest aktywowana

fizjologicznie, stosunek GSH do GSSG w erytrocytach wynosi

500

GSH w erytrocytach służy jako

bufor sulfhydrolowy, który utrzymuje reszty cysteinowe Hb i innych białek erytrocytarnych w formie zredukowanej fizjologicznie,

aminopiryna i antypiryna wzmagają u osób z pentozurią

wydalanie ksylulozy

barbital lub chlorobutanol powodują znaczny wzrost

przekształcania glukozy w glukuronian

enzym rozgałęziający

1,4-1,6 transglukozydaza

enzym usuwający rozgałęzienia

a-1,6-glukozydaza

acetylo-CoA a losy pirogronianu hamowanie

dehydrogenazę pirogronianową

acetylo-CoA a losy pirogronianu podubdzanie

karboksylazę pirogronianową

Aktywność dehydrogenazy pirogronianowej – E1 - etap 1

pirogronian łączy się z TPP i ulega dekarboksylacji  powstaje reszta hydroksyetylowa, która wiąże się z pirofosforanem tiaminy, tworząc hydroksyetylo-TPP

Aktywność dehydrogenazy pirogronianowej – E1 - etap 2

hydroksyetylowa grupa przyłączona do TPP ulega utlenieniu do grupy acetylowej i jednocześnie jest przenoszona na liponoamid, produktem reakcji jest acetyloliponoamid

Aktywność acetylotransferazy dihydroliponoamidowej – E2 - etap 3

grupa acetylowa jest przenoszona z acetyloliponoamidu na koenzym A, tworząc acetylo-CoA

Aktywność dehydrogenazy dihydroliponoamidowej – E3 - etap 4

dehydrogenaza dihydroliponoamidowa (E3) regeneruje utlenioną formę liponoamidu, dwa elektrony są przenoszone na grupę prostetyczną enzymu - FAD - a następnie na koenzym NAD