Регуляция направлена на необратимые стадии гликолиза и глюконеогенеза.
Активность регуляторных
ферментов регулируется:
•Аллостерически
•Фосфорелированием/ дефосфорилированием
•Количеством ферментов (индукцией и репрессией
синтеза )
Схема гликолиза и глюконеогенеза
Регуляция I субстратного цикла
• Направление реакции первого субстратного цикла регулируется главным образом концентрацией глюкозы. При пищеварении, когда
концентрация глюкозы в крови
повышена, активность глюкокиназы максимальна. Кроме того инсулин индуцирует синтез глюкокиназы и ускоряет тем самым фосфорилирование глюкозы.
Регуляция II субстратного цикла
•Активность второго субстратного цикла регулируется аллостерически. Этот цикл составляют реакция фосфорилирования фруктозо-6- фосфата с образованием фруктозо- 1,6-бифосфата,которую катализирует
фосфофруктокиназа и реакция
дефосфорилирования фруктозо-1,6-
фосфата под действием фруктозо- 1,6-бифосфатазы. Аллостерический
регулятор ферментов этого цикла
фруктозо-2,6- бифосфат который
активирует фосфофруктокиназу и ингибирует фруктозо-1,6- бифосфотазу.
•Фруктозо-2,6- бифосфат является мощным аллостерическим активатором гликолиза и
ингибитором глюконеогенеза.
Бифункциональный фермент (БИФ)
•Этот фермент может катализировать реакцию фосфорилирования фруктозо-6-фосфата с образованием фруктозо-2,6-бифосфата и обратную реакцию дефосфорилирования фруктозо-2,6-бифосфата с образованием фруктозо-6-фосфата. В зависимости от конформации, которая изменяется при фосфорилировании / дефосфорилировании, БИФ работает как
киназа (БИФ-ОН) или фосфатаза
(БИФ-Р).
Регуляция активности
бифункционального
фермента
Регуляция III субстратного цикла
•В регуляции этого цикла основная роль принадлежит пируваткиназе
фермента |
гликолиза. |
Она |
регулируется |
|
путем |
фосфорилирования/дефосфорилиро вания (фосфорилированная форма неактивна, а дефосфорилированная
– активна) и аллостерически.
•Фруктозо-1,6-бифосфат является аллостерическим активатором пируваткиназы.
Регуляция активности
пируваткиназы
инсулином и глюкагоном
При голодании ускорение глюконеогенеза и замедление
гликолиза обусловлены
следующими механизмами регуляции:
•Фермент глюконеогенеза III субстратного цикла пируваткарбоксилаза аллостерически активируется АцетилКоА, который при голодании образуется в митохондриях при β-окислении жирных кислот.
•При голодании увеличивается синтез и
секреция стероидного гормона кортизола. Он поступает в гепатоциты, взаимодействует с внутриклеточным рецептором, ускоряет транскрипцию гена фосфоенолпируваткарбоксикиназы и таким образом увеличивает
количество фермента в клетке.
Регуляция гликолиза и глюконеогенеза в печени энергетическим зарядом клетки