Wie wird die Rate der Glukoneogenese in der Zelle gesteuert?

Soweit mir bekannt ist, sind alle Schritte der Glykolyse leicht reversibel, mit Ausnahme der Phosphorylierung von Glucose, der Phosphorylierung von Fructose6-Phosphat und der Phosphorylierung von Phosphoenolpyruvat zu Pyruvat. Ich verstehe jedoch, wie die Kontrolle der Glykolyserate durch allosterische Mittel erreicht werden kann (z. B. Glucose-6-phosphat-Hemmung der Hexokinase in Muskelzellen, Phosphofructokinase unter allosterischer Kontrolle des ATP/AMP-Verhältnisses im Muskel oder hormonelle Kontrolle über Glucagon in der Leber). Wie wird die Geschwindigkeit der Glukoneogenese im Vergleich zur Glykolyse kontrolliert? Wenn eine Zelle eine hohe Glykolyserate aufweist, steigt mit zunehmender Vorwärtsreaktionsrate auch die Substratkonzentration für jede Glukoneogenesereaktion. Daher muss es einen Weg geben, die Gluconeogenese-Enzyme abzuschalten.

Ich wäre dankbar, wenn jemand erklären könnte, wie die relativen Raten der Glykolyse und Glukoneogenese kontrolliert werden, und vielleicht, ob dies je nach Zelltyp (Muskel-/Leberzellen usw.) variiert.

Ich habe mich auch gefragt, ob jede Zelle zur Glukoneogenese fähig ist. Ich habe darüber nachgedacht, dies in einen separaten Beitrag zu stellen, damit es nur eine Frage pro Beitrag gibt, aber ich dachte, dass es eine ziemlich kurze Frage ist, also wäre es vielleicht besser, sie hier zu stellen.

Lesen Sie den Ortsabschnitt von en.m.wikipedia.org/wiki/Gluconeogenesis
von welchen Zellen sprichst du - Hepatozyten?
@VanceLAlbaugh, nachdem er den bereitgestellten Link recherchiert und festgestellt hat, dass die Gluconeogenese nicht in den Muskelzellen stattfindet, dann ja; Mein Interesse gilt hauptsächlich den Hepatozyten, da dort die meiste Gluconeogenese stattfindet.
In Bezug auf "es muss einen Weg geben, diese Enzyme abzuschalten". Enzyme sind keine Einheiten, die Moleküle in eine Richtung durch den Weg schieben, sie erleichtern ein schnelleres Gleichgewicht. Wenn Sie am Ende des Pfads eine nicht umkehrbare Senke platzieren, geht sie in diese Richtung.

Antworten (1)

Bei Säugetieren findet die Glukoneogenese hauptsächlich in der Leber (zusammen mit der Niere in viel geringerem Ausmaß) statt. Wenn die Blutglukosekonzentration fällt, ist es die Aufgabe der Leber, Glukose für andere davon abhängige Gewebe zu erzeugen.

Hormone spielen dabei eine Schlüsselrolle. Betrachtet man die Abnahme der Blutglukosekonzentration während des Hungerns, wird dies durch eine Abnahme der Insulinkonzentration und eine Zunahme der Glukagonkonzentration signalisiert. Diese haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Aufnahme von Glukose durch verschiedene Gewebe, je nachdem, ob sie Rezeptoren für die Hormone und die Auswirkungen innerhalb der Gewebe haben, und Massenwirkungseffekte von Metaboliten werden sicherlich beeinflussen, ob Glykolyse oder Glukoneogenese in der Leber stattfindet.

Sie haben jedoch Recht mit Ihrer Sorge, dass es einen Weg geben muss, den vergeblichen Kreislauf von Zwischenprodukten durch die unterschiedlichen Reaktionen der drei Schritte zu verhindern, die sich zwischen Glykolyse und Gluconeogenese unterscheiden. Die kurze Antwort darauf, wie dies erreicht wird, ist, dass sich die Konzentrationen verschiedener metabolischer Zwischenprodukte während des Hungerns/Ernährens ändern und dass diese Zwischenprodukte allosterische Regulatoren der Reaktionen sind, indem sie das eine aus- und das andere einschalten. Dies ist im Abschnitt über die Regulation der Gluconeogenese in Berg et al. (online verfügbar), aus der ich das folgende Diagramm reproduziere (Abb. 16.30).

Regulation der Glykolyse und Gluconeogenese

Obwohl dieses Diagramm das Prinzip veranschaulicht, sind einige Worte der Vorsicht im Detail angebracht. Erstens ist die Ausgabe des Buches, aus der dies stammt, 15 Jahre alt. Zweitens ist nicht klar, dass alle regulatorischen Moleküle in der Leber wirksam sind – einige der Arbeiten könnten sich auf Bakterien beziehen. Drittens stammen viele Beweise aus Studien mit gereinigten Enzymen. Obwohl gezeigt werden kann, dass ein Enzym unter diesen Bedingungen durch einen bestimmten Effektor reguliert werden kann, ist es etwas anderes festzustellen, dass dies unter bestimmten physiologischen Bedingungen auftritt. Daher müssen Sie neuere und spezialisierte Quellen konsultieren, wenn Sie an bestimmten Details interessiert sind.

Wie wird die Rate der Glukoneogenese in der Zelle gesteuert?
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