Hlavné látky, v podobe ktorých sa privádza glukóza do organizmu: sú monosacharidy napr. glukóza sú polysacharidy napr. celulóza prítomná hlavne v ovocí sú polysacharidy obsahujúce a1,4-glykozidovú väzbu sú disacharidy, ktoré sa vstrebávajú z GIT do krvi v nezmenej forme sú disacharidy napr. sacharóza, štiepená v žalúdk sú polysacharidy, hydrolyzované pankreatickou amylázou je disacharid s obsahom 1,2-glykozidovej väzby sú polysacharidy, ktoré sa po ich hydrolýze vstrebávajú v podobe monosacharidov.
O enzýmoch GIT potrebných pre trávenie polysacharidov, ktoré sú zdrojom glukózy pre
organizmus platí: sú to enzýmy, ktoré hydrolyzujú len a-1,6-glykozidovú väzbu trávenie škrobu amylázou vedie k vzniku disacharidu maltózy na trávení glykogénu sa podieľa glykogénfosforyláza trávenie glykogénu amylázou vedie k vzniku glukóza 1-fosfátu na úplné trávenie škrobu je potrebná iba amyláza trávenie niektorých sacharidov môže prebiehať aj v žalúdku najdôležitejšie sú tie, ktoré hydrolyzujú b-1,4-glykozidovú väzbu napr. v celulóze ich pôsobením vznikajú najmä disacharidy, ktoré sa priamo vstrebávajú do krvi.
O látke, ktorá je hlavným zdrojom glukózy pre novorodencov možno povedať: je to polysacharid rastlinného pôvodu je to disacharid hlavne rastlinného pôvodu je to disacharid živočíšneho pôvodu je to sacharid s obsahom b-1,4-glykozidovej väzby táto látka prítomná v potrave je produktom mliečneho kvasenia po prijatí potravou sa látka v nezmenej forme rezorbuje do krvi galaktóza vytvorená z tejto látky v krvnom obehu sa priamo využíva v glykolýze na trávení tejto látky sa podieľa enzým prítomný v kefkovom leme enterocytov.
O látke, ktorá vzniká ako koncový produkt pôsobenia amylázy na škrob možno povedať: hlavné miesto jej tvorby je ústna dutina táto látka vzniká pri trávení škrobu napr. v žalúdku táto látka vzniká pri trávení škrobu v tenkom čreve je to tá istá zlúčenina, ktorá vzniká aj pri trávení glykogénu ide o monosacharid je to disacharid s obsahom a-1,4-glykozidovej väzby enzým, ktorý katalyzuje vznik tejto látky sa tvorí v pankrease látka sa priamo nevstrebáva do krvi .
Zlúčenina vzorca CH3-CO-COOH: je kyselina oxopyrohroznová vzniká ako koncový produkt glykolýzy v erytrocytoch vzniká ako koncový produkt glykolýzy za aeróbnych podmienok je látka, ktorej vznik prebieha v cytosole po redukcii poskytuje látku, ktorej ďalšia premena je lokalizovaná v cytosole je látka, ktorá sa po vstupe do mitochondrie mení na acetyl-CoA je zlúčenina, ktorá nie je využiteľná na glukoneogenézu je látka, na premenu ktorej je v mitochondrii potrebný tiamíndifosfát.
O zlúčenine, ktorá je substrátom pre alkoholové kvasenie platí: je to monosacharid glukóza je to kyselina pyrohroznová je to priamo polysacharid, napr. škrob alkoholové kvasenie tejto látky prebieha za prístupu kyslíka alkoholové kvasenie tejto látky prebieha za anaeróbnych podmienok v priebehu alkoholového kvasenia tejto látky vzniká NADH+H+ alkoholové kvasenie je zdrojom energie pre kvasinky koncovým produktom alkoholového kvasenia tejto látky je CO2 a H2O.
Reakcia aktivácie glukózy pred vstupom do glykolýzy: vyžaduje zdroj energie ATP v extrahepatálnych tkanivách je katalyzovaná vysokošpecifickým enzýmom hexokinázou v pečeni je katalyzovaná glukokinázou, ktorá má malú afinitu ku glukóze v extrahepatálnych tkanivách je katalyzovaná hexokinázou, ktorá ma malú Km pre glukózu je to jedna z ireverzibilných reakcií glykolýzy reakcia v pečeni je reverzibilná produktom reakcie je glukóza 1-fosfát takáto aktivácia glukózy umožňuje využitie glukózy aj pre syntézu glykogénu.
Enzým glukokináza: je enzým zodpovedný za aktiváciu glukózy je prítomný vo všetkých bunkách organizmu je charakteristický pre pečeňové tkanivo využíva glukózu ako jediný substrát môže katalyzovať fosforyláciu aj iných hexóz nielen glukózy od hexokinázy sa odlišuje afinitou ku glukóze a orgánovou distribúciou katalyzuje reverzibilnú reakciu glykolýzy produkt reakcie sa môže využívať nielen v glykolýze, ale aj v pentózovom cykle a syntéze
glykogénu.
Pri aktivácii glukózy pred jej vstupom do glykolýzy: dochádza k jej defosforylácii dochádza k jej premene na glukóza 1-fosfát dochádza k jej premene na glukóza 6-fosfát ako zdroj energie sa využíva špecificky GTP ako zdroj energie sa využíva ATP sa uplatňuje v závislosti od typu tkaniva glukokináza alebo hexokináza je potrebný enzým nachádzajúci sa v lyzozómoch je potrebný enzým, nachádzajúci sa v cytosole buniek.
O glukóza-6-fosfáte platí: je produktom aktivácie glukózy je substrátom len pre glykolýzu využíva sa aj na syntézu glykogénu, osobitne v mozgovom tkanive jej degradáciou v erytrocytoch sa tvorí laktát jej tvorbu v mozgu katalyzuje glukokináza v pečeni je jej syntéza katalyzovaná glukokinázou reakcia syntézy tejto látky vyžaduje ATP v glukoneogenéze sa premieňa vratnou reakciou glykolýzy, ktorú katalyzuje hexokináza.
O hexokináze a glukokináze platí, že: ich distribúcia v tkanivách je rovnaká na rozdiel od hexokinázy, glukokináza sa nachádza vo všetkých tkanivách organizmu na rozdiel od glukokinázy, hexokináza sa nachádza vo všetkých tkanivách organizmu glukokináza je enzýmom charakteristickým pre pečeňové tkanivo glukokináza je špecifická pre glukózu, zatiaľ čo hexokináza fosforyluje aj iné hexózy hexokináza má vyššiu Km pre glukózu hexokináza má vyššiu afinitu ku glukóze ako glukokináza glukokináza katalyzuje fosforyláciu glukózy pri vysokých koncentráciách substrátu.
Substrátmi hexokinázy môžu byť: všetky monosacharidy monosacharidy ako je napr. manóza disacharidy pozostávajúce z hexóz, napr. laktóza disacharidy pozostávajúce z hexóz napr. maltóza iba glukóza produkt pôsobenia amylázy na škrob produkt maltázy ATP.
Hexokináza a glukokináza sa líšia tým, že: hexokináza má vyššiu afinitu ku glukóze hexokináza má vyššiu hodnotu Km glukokináza má nižšiu afinitu ku glukóze glukokináza má nižšiu hodnotu Km glukokináza využíva glukózu ako jediný substrát hexokináza na rozdiel od glukokinázy je prítomná len v pečeni glukokináza využíva ako zdroj energie ATP a hexokináza môže aj iné nukleotidy ich distribúcia v tkanivách je rozdielna, pričom ostatné ich vlastnosti sú rovnaké.
O enzýmoch, ktoré fosforylujú glukózu možno povedať: katalyzujú vznik látky, ktorá vstupuje do glukoneogenézy katalyzujú vznik látky, ktorá vstupuje do glykolýzy produkt ich reakcie sa v pečeni môže priamo meniť na glykogén produkt ich reakcie sa po premene na glukóza 1-fosfát môže využiť na syntézu glykogénu hexokináza je inhibovaná produktom reakcie glukóza 6-fosfátom glukokináza je inhibovaná glukóza-6 fosfátom hexokináza katalyzuje fosforyláciu glukózy len v podmienkach vysokej hladiny glukózy sú to enzýmy rovnakej tkanivovej distribúcie a rovnakých kinetických vlastností.
Metabolické procesy, do ktorých vstupuje glukóza-6-P: sú lokalizované v cytosole a mitochondriách bunky je napr. glykolýza, ktorá prebieha v cytosole je napr. pentózový cyklus prebiehajúci v mitochondriách je napr. tvorba glykogénu, ktorá prebieha v lyzozómoch sú procesy. ktorých úlohou je jedine tvorba ATP je napr. proces, ktorý môže syntetizovať aj sacharidovú zložku nukleotidov sú procesy prebiehajúce len za aeróbnych podmienok je napr. glykolýza, ktorá umožňuje tvorbu ATP aj za anaeróbnych podmienok.
Reakcia glukóza + ATP –––® glukóza-6-fosfát + ADP predstavuje reakciu aktivácie glukózy pred jej vstupom do glykolýzy predstavuje reakciu aktivácie glukózy na syntézu glykogénu reakcia v pečeni je katalyzovaná glukokinázou reakcia v extrahepatálnych tkanivách vyžaduje hexokinázu reakcia je vratná reakcia je ireverzibilná v glukoneogenéze sa táto reakcia obchádza glukóza 6-fosfát fosfatázou v erytrocytoch neprebieha.
Reakcia metabolizmu glukózy katalyzovaná fosfatázou: je reakcia dôležitá pri glykolýze je reakcia dôležitá v glukoneogenéze je napr. reakcia premeny fruktóza 6-fosfátu na fruktóza 1,6-bisfosfát je napr. reakcia premeny fruktóza 1,6-bisfosfátu na fruktóza 6-fosfát je napr. reakcia vzniku voľnej glukózy pri degradácii glykogénu reakcia je vratná reakcia je nevratná reakcia patrí k najdôležitejším regulačným miestam glykolýzy .
Reakcia vzájomnej premeny glukóza 6-fosfátu na fruktóza 6-fosfát je reakcia katalyzovaná fosfoglukomutázou je reakcia katalyzovaná fosfohexoizomerázou reakcia je potrebná pri premene glukózy glykolýzou reakcia je potrebná pri syntéze glykogénu reakcia prebieha aj pri tvorbe glukózy glukoneogenézou reakcia je reverzibilná reakcia je ireverzibilná je reakcia, ktorá je dôležitým regulačným miestom glykolýzy.
Reakcia, ktorú katalyzuje fosfofruktokináza je reakciou, ktorá je jednou zo štyroch nevratných reakcií glykolýzy je reakciou, ktorá je vratná je reakcia, ktorá sa v glukoneogenéze obchádza glukóza-6-fosfát fosfatázou je reakcia, pri ktorej vzniká fruktóza-6-fosfát je reakcia, ktorej produktom je fruktóza 1,6-bisfosfát je reakcia, ktorá je kľúčovým regulačným miestom glykolýzy reakcia je aktivovaná ATP je reakciou, ktorej produkt aktivuje pyruvátkinázu.
Rýchlosť určujúcou reakciou v glykolýze je: reakcia premeny fruktóza 6-fosfátu na fruktóza-1,6-bisfosfát reakcia tvorby fruktóza 6-fosfátu reakcia premeny fruktóza 1,6-bisfosfátu reakcia, ktorá je regulovaná len na substrátovej úrovni reakcia, ktorá je inhibovaná ATP, NADH+H+ a citrátom reakcia, ktorá je aktivovaná ATP reakcia, ktorá je aktivovaná ADP, AMP a NAD+ reakcia, ktorej enzým je aktívny vo fosforylovanej forme.
O aktivátoroch a inhibítoroch fosfofruktokinázy možno povedať: sú to látky, ktoré odrážajú energetický stav bunky ATP pôsobí na fosfofruktokinázu inhibične ATP pôsobí na fosfofruktokinázu aktivačne aktivátormi enzýmu sú najmä ADP,AMP, NAD+ fruktóza-2,6-bisfosfát umožní priebeh glykolýzy aj pri dostatku ATP dôležitý regulátor fosfofruktokinázy fruktóza 2,6-bisfosfát sa tvorí v prítomnosti inzulínu dôležitý regulátor fosfofruktokinázy fruktóza 2,6-bisfosfát sa tvorí v prítomnosti glukagonu sú to len látky, ktorých pôsobenie nezávisí od hormónov.
O pôsobení AMP, fruktóza-2,6-bisfosfátu, ATP a citrátu na aktivitu fosfofruktokinázy platí: ATP pôsobí na fosfofruktokinázu aktivačne citrát fosfofruktokinázu inhibuje AMP, rovnako ako NADH+H+ pôsobia na fosfofruktokinázu aktivačne AMP, rovnako ako NAD+ fosfofruktokinázu aktivuje fruktóza-2,6-bisfosfát, ktorý sa vytvára fosfofruktokinázou II vo fosforylovanej forme
aktivuje fosfofruktokinázu I fruktóza-2,6-bisfosfát, ktorý sa vytvára fosfofruktokinázou II vo fosforylovanej forme
inhibuje fosfofruktokinázu I fruktóza-2,6-bisfosfát, ktorý sa vytvára fosfofruktokinázou II v defosforylovanej forme
sprostredkuje aktiváciu fosfofruktokinázy I fruktóza 2,6-bisfosfát odstraňuje inhibičné pôsobenie citrátu na fosfofruktokinázu.
Inhibičné pôsobenie ATP na fosfofruktokinázu v pečeni odstraňuje: ADP fruktóza-2,6-bisfosfát látka, ktorá vzniká pôsobením tandemového enzýmu vo fosforylovanej forme citrát látka, ktorá vzniká pôsobením fosfofruktokinázy II vo defosforylovanej forme látka, ktorá vzniká v podmienkach dobrého stavu výživy látka, ktorá vzniká v priebehu hladovania látka, ktorej syntéza prebieha v prítomnosti inzulínu.
O zlúčeninách glyceraldehyd-3-fosfát a dihydroxyacetónfosfát platí tvrdenie: reakcia ich tvorby prebieha v cytosole reakcia ich tvorby je reakciou pentózového cyklu reakcia ich tvorby je katalyzovaná aldolázou z uvedených látok sa v glykolýze metabolizuje len glyceraldehyd-3-fosfát vo vyššej koncentrácii sa nachádza glyceraldehyd-3-fosfát z uvedených látok sa v glykolýze metabolizuje tá, ktorá sa nachádza vo vyššej koncentrácii zlúčeniny sa môžu navzájom premieňať pôsobením triózafosfátizomerázy reakcia ich tvorby je jednou z regulačných reakcií glykolýzy.
Reakcia glykolýzy, v ktorej dochádza k štiepeniu fosforylovanej hexózy: je katalyzovaná enzýmom aldolázou, ktorá patrí medzi hydrolázy je katalyzovaná enzýmom, ktorý patrí medzi lyázy syntetizuje dve fosforylované aldotriózy vedie k vzniku glyceraldehyd-3-fosfátu, ktorý sa ďalej metabolizuje v glykolýze vedie k vzniku glyceraldehyd-3-fosfátu, ktorý sa môže premieňať na glycerolfosfát potrebný
pre syntézu lipidov vedie k vzniku dihydroxyacetónfosfátu, ktorý sa môže premieňať na glycerolfosfát potrebný
pre syntézu lipidov syntetizuje látky, ktoré sa nachádzajú v rovnakých koncentráciách reakcia je inhibovaná ATP.
V reakcii katalyzovanej triózafosfát-izomerázou: ide o premenu aldotriózy na aldohexózu ide o premenu fosforylovanej aldotriózy na fosforylovanú ketotriózu vo vyššej koncentrácii je prítomný glyceraldehyd-3-fosfát vo vyššej koncentrácii je prítomný dihydroxyacetónfosfát ide aj o zapojenie alkoholovej zložky lipidov do glukoneogenézy je potrebný ATP ako zdroj energie je potrebná voda ide o reakciu, ktorá nie je rozhodujúca pre reguláciu glykolýzy.
Reakcia, ktorou sa 3-uhlíkový intermediát tvorený v glykolýze môže zapojiť do syntézy lipidov: je reakcia katalyzovaná glyceraldehyd-3-fosfát dehydrogenázou je reakcia katalyzovaná glycerolfosfátdehydrogenázou je reakcia, ktorá je vratná je ireverzibilná reakcia reakcia sa uplatňuje aj pri zapojení alkoholovej zložky triacylglycerolov do glukoneogenézy reakcia umožňuje aj využitie karboxylových kyselín v glukoneogenéze reakcia využíva ako koenzým NAD+ (resp. NADH+H+) reakcia sa uplatňuje aj pri prenose redukovaných ekvivalentov z cytosolu do mitochondrie.
Reakcia premeny dihydroxyacetónfosfátu na glycerolfosfát je nevratná reakcia je vratná reakcia je katalyzovaná triózafosfátizomerázou je katalyzovaná glycerolfosfátdehydrogenázou je dôležitá pre využitie medziproduktu glykolýzy v syntéze triacylglycerolov reakcia nemá význam pre využitie glycerolovej zložky lipidov reakcia prebieha len v cytosole je súčasťou transportu redukovaných ekvivalentov z cytosolu do mitochondrie.
Reakcia, ktorú katalyzuje glycerol-P-dehydrogenáza: je prítomná len v mitochondriách v cytosole ako koenzým využíva NAD+ resp. NADH+H+ v mitochondriách ako koenzým využíva NAD+ spája proces odbúrania glukózy glykolýzou a syntézu karboxylových kyselín spája proces degradácie triacylglycerolov a glukoneogenézu spája proces odbúrania glukózy glykolýzou a syntézu acylglycerolov je reakcia, ktorá ako súčasť glycerolfosfát/dihydroxyacetófosfátového člnku umožní tvorbu
3 ATP v mitochondriách je reakcia, ktorá ako súčasť glycerolfosfát/dihydroxyacetófosfátového člnku umožní tvorbu
2 ATP v mitochondriách.
Glycerolfosfátdehydrogenáza je enzým, ktorý: katalyzuje vratnú reakciu katalyzuje reakciu prítomnú len v cytosole katalyzuje reakciu prítomnú v cytosole aj mitochondriách bunky je potrebný pre glykolýzu je potrebný pre glukoneogenézu je potrebný aj pre syntézu niektorých fosfolipidov v mitochondriách využíva FAD ako koenzým je súčasťou malát-aspartátového člnku.
O makroergickej tioesterovej väzbe vytváranej pri oxidácii glyceraldehyd-3-P možno povedať,
že: vzniká pôsobením glycerolfosfátdehydrogenázy vzniká pôsobením glyceraldehydfosfátdehydrogenázy koenzýmom reakcie jej vzniku je NADH+H+ koenzýmom reakcie jej vzniku je FAD väzba v produkte reakcie sa bezprostredne využíva na tvorbu ATP energia tejto väzby sa v procese substrátovej fosforylácie využíva na tvorbu ATP v procese substrátovej fosforylácie dochádza k hydrolýze tioesterovej väzby väzba sa štiepi fosfátom za vzniku 1,3-bisfosfoglycerátu.
Látka, ktorá je výsledným produktom reakcie katalyzovanej glyceraldehyd-3-
fosfátdehydrogenázou: obsahuje dve makroergické väzby obsahuje makroergickú tioesterovú väzbu obsahuje makroergickú acylfosfátovú väzbu na treťom uhlíku obsahuje acylfosfátovú makroergickú väzbu na prvom uhlíku látka sa využíva na tvorbu ATP oxidatívnou fosforyláciou látka sa využíva na tvorbu ATP substrátovou fosforyláciou látka sa účinkom glycerol kinázy mení na 3-P glycerát a ATP reakcia tvorby ATP z tejto zlúčeniny prebieha len v anaeróbnych podmienkach .
Celkový zisk ATP v reakcii oxidácie jedného glyceraldehyd-3-fosfátu na 3-P-glycerát za
aeróbnych podmienok: je rovnaký ako za anaeróbnych podmienok je nižší ako za anaeróbnych podmienok je 1 ATP substrátovou fosforyláciou a 3 ATP oxidatívnou fosforyláciou môže byť 4 ATP sú len 2 ATP vytvorené substrátovou fosforyláciou môžu byť 3 ATP vytvorené oxidatívnou fosforyláciou môžu byť 2 ATP vytvorené oxidatívnou fosforyláciou môže byť 6 ATP.
V reakcii oxidácie jedného glyceraldehyd-3-P na 3-P-glycerát vzniká za anaeróbnych podmienok 1 ATP substrátovou fosforyláciou vzniká ATP substrátovou fosforyláciou len za anaeróbnych podmienok vzniká ATP substrátovou fosforyláciou za aeróbnych podmienok nie je rozdiel v energetickej bilancii za aeróbnych a anaeróbnych podmienok vzniká za aeróbnych podmienok ATP len oxidatívnou fosforyláciou vzniká za aeróbnych podmienok o 1 ATP viac než za anaeróbnych podmienok môžu vzniknúť za aeróbnych podmienok celkove 3 ATP môžu vzniknúť za aeróbnych podmienok celkove 4 ATP .
V reakciách:
glyceraldehyd-3-P –––® 1,3 bis- P-glycerát –––® 3-P-glycerát
sa získa rozdielne množstvo energie za aeróbnych a anaeróbnych podmienok pretože: v anaeróbnych podmienkach neprebieha Krebsov cyklus za aeróbnych podmienok neprebieha substrátová fosforylácia za aeróbnych podmienok, vodíky z redukovaného koenzýmu reakcie sa prenášajú do
terminálnej oxidácie za anaeróbnych podmienok sa vodíky z redukovaného koenzým u prenášajú na pyruvát a nie
do terminálnej oxidácie za anaeróbnych podmienok sa ATP nemôže tvoriť za anaeróbnych podmienok prebieha len terminálna oxidácia za anaeróbnych podmienok sa ATP tvorí len využitím makroergickej väzby 1,3-bisfosfoglycerátu v substrátovej fosforylácii za aeróbnych podmienok sa ATP tvorí aj oxidatívnou fosforyláciou .
|
