Лекция №10 «Регуляция углеводного обмена»

Лектор: Голованова Н.Э.; Смертина М.Н.

Уровни регуляции:

1. Метаболическая регуляция (ауторегуляция) – каждая клетка регулирует свой обмен – происходит изменение активности ключевых регуляторных ферментовпод воздействием клеточных метаболитов. Ведущий принцип - принцип отриц.обратной связи (избыток продукта-метаболита присоединяется к аллостерическому центру фермента и подавляет собственное образование, избыток субстрата – положительный модулятор). Регуляторная р-ция происходит в начале процесса или в месте расхода процесса, её скорость - наименьшая.

Пример мет.регуляции: аэробное дихотомическое окисление глюкозы:

- глю--(АТФ---АДФ, гексокиназа)--глю-6-ф(используется на синтез гликогена и в ПФЦ)===фру-6-ф--(АТФ---АДФ, фосфофруктокиназа-1)--фру-1,6-диф------ПВК

- ПВК---ацетилКоА (пируватДГГ)

- ацетилКоА + оксалоацетат==(ЦТК, +ФАД2Н, +НАДН*Н+)==цитрат (фермент – цитратсинтаза)

- ФАД2Н + НАДН*Н+ ---(ЦПЭ)--- АТФ

Высокие концентрации АТФ выключает все процессы по принципу отрицательной обратной связи (сначала ФФК, потом пируватДГГ, в последнюю очередь – цитратсинтазу). При недостатке АТФ присоединяется к ФФК только в активном центре. При расходовании АТФ в клетке накапливается АМФ, который является сигналом малого кол-ва Е в клетке. Также ингибиторами этого процесса станут восст.коферменты (НАДН*Н+, ФАД2Н) – они выключают пируватДГГ и цитратсинтазу, в меньшей степени – ФФК).

Но также на каждой стадии есть свои ингибиторы:

Липиды и белки (как те в-ва, из которых мы получаем Е) содержат ацетилКоА, являющийся ингибитором пируватДГГ (также ингибируют АТФ и НАДН*Н+, положительным эффетком обладают Са++ и Mg++). Таким же эффектом для ЦТК является цитрат. Также цитратсинтазу ингибирует сукцинилКоА, АТФ, НАДН*Н+, цитрат, ФАД2Н. Положительными эффекторами будут АМФ, ФАД, НАД+.

Также все ДГГ регулируются восст.коферментами

Фермент – гексокиназа. АТФ не влияет на фермент, т.к. глю-6-ф может идти на синтез гликогена или ПФЦ.

Очень многие продукты регулируются по принципу фосфорилирования-дефосфорилирования (это есть и в липидном, и в белковом обмене). Один из ведущих вторичных переносчиков – цАМФ (его увеличение по концентрации говорит о наличии процесса фосфорилирования). Фермент, разрушающий цАМФ – фосфодиэстераза.

Регуляция при изменении концентрации втор.посредника (цАМФ)

Это совместная регуляция – гормональная и метаболическая, т.к. цАМФ образуется с помощью гормонов

Регуляция обмена гликогена.

С(цАМФ) увеличивается при действии адреналина и глюкагона (оба работают через бета-адреналин-рецептор). В клетках нарастает кол-во цАМФ, который аллостерически активирует протеинкиназу-А, которая фосфорилирует специф.ферменты (гликогенсинтетаза—(АТФ---АДФ)—гликогенсинтетаза-неактивная; фосфорилаза(неакт.-В)—(АТФ---АДФ)--фосфорилаза. Распад гликогена увеличивается.

Гормон инсулин активирует протеинфосфотазу, которая запускает р-ции дефосфорилирования. Усиливается синтез гликогена и тормозится распад гликогена. Также инсулин активирует фосфодиэстеразу, которая понижает с(цАМФ). Такая регуляция процессов называется реципрокной, когда под действием одного молекулярного механизма происходит усиление одного процесса и одновременное торможение противоположного процесса.

Регуляция гликолиза и глюконеогенеза (реципрокная регуляция).

Гликолиз: глю—(фосфофруктокиназа-1)—ПВК –(пируватДГГ)--ацетилКоА

Глюконеогенез: ПВК—(пируваткарбоксилаза, фосф)-- глю

2. Гормональная регуляция – ответ развивается на уровне ткани органа – гормоны синтезируются в железах внутр.секреции и отдельных клетках, поступают в кровь и оказывают дистантное действие на отдельные органы-мишени и ткани-мишени. При этом происходит интеграция отдельных определённых процессов в клетках органа

3. Нервная регуляция - позволяет организму адекватно отвечать на сигналы из внешней и внутр.среды и координировать целенаправленный ответ (изучается в курсе физиологии)