Intermediär metabolism av kolhydrater innefattar följande reaktioner
Den intermediära metabolismen av kolhydrater innefattar följande reaktioner eller vägar:
Merparten av den energi som krävs för att utföra olika aktiviteter av levande celler är härledd i kolhydratmetabolism.
1. Glykogenes
2. Glykogenolys
3. Glykolys eller Embden-Meyerhof-vägen
4. Pentosfosfatcykel
5. Glukoneogenes.
glykogenesen:
Omvandlingen av socker till glykogen kallas glykogenes. Detta sker i levercellerna genom en rad kemiska reaktioner. Glukosen fosforyleras först till glukos-6-fosfat (G6P) under påverkan av ett enzymhexokinas. Den energi som krävs för denna process levereras av ATP.
En gång bildas glukos-6-fosfat, det kan hanteras av fyra olika enzymer, det vill säga det finns fyra vägar till dess ämnesomsättning.
(i) att fylla på glukosförsörjningen i blodet,
(ii) att bygga upp glykogen som ett lager för blod och muskelcells glukos,
(iii) att tillhandahålla intermediärer för syntesen av proteiner, fetter och nukleinsyror, och
(iv) att tillhandahålla energi.
För uppbyggnad av leverglykogen omvandlas glukos-6-fosfat (G6P) först till glukos-l-fosfat (G1P) och denna reaktion katalyseras av ett enzym, fosfoglukomutas. Därefter omvandlar enzymet fosforylas många glukos-1-fosfatmolekyler till glykogen och fosforsyra. Dessa reaktionsserier visas nedan:
glykogenolys:
När blodsockernivån sänks omvandlas glykogen till glukos. I denna process reverseras reaktionerna av glykogenes. Glykogen omvandlas först, i närvaro av H3PO4 och fosforylas, till glukos-l-fosfat (GIP), som omedelbart omvandlas till glukos-6-fosfat (G6P) genom fosfoglukomutas. Därefter hydrolyseras glukos-6-fosfat till glukos och fosforsyra genom leverfosfatas.
glukoneogenes:
Bildandet av glukos eller glykogen från icke-kolhydratkällor kallas glukoneogenes. Omkring 90% av processen sker i levern och de återstående i njurarna. De viktigaste ämnena för glukoneogenes är glukogena aminosyror, laktat och glycerol.
Längre siktbehov av glukos under svält uppnås genom att man kallar på andra källor, såsom glukogena aminosyror inklusive alanin, cystein, glycin och serin. De försämras genom transaminering till pyruvsyra, som antingen kan oxideras genom Krebs cykel eller omvandlas till lagrad glykogen.
Pyruvsyra och mjölksyra som bildas i muskeln och skickas till levern kan också fungera som källa till kolhydrater. Processen av glukoneogenes beror på enzymet fruktos 1, 6 difosfat närvarande i levern.
Pentosfosfatvägen:
Det kallas också Hexose Monophosphate Shunt eller "Warburg-Dickens-Lipmann-vägen". Denna väg är känd som "hexosmonofosfat shunt" eftersom glukos-6-fosfat, som metaboliseras huvudsakligen genom glykolytisk vägen, kan avledas eller shuntas till andra metaboliska reaktioner.
I lever kan denna vägar utgöra så mycket som 60 procent av den totala kolhydratoxidationen. I denna vävnad metaboliseras glukos anaerobt i både växt- och djurvävnader.
Vi kan sammanfatta pentosfosfatvägen enligt följande:
2 Glukos-6-fosfat + 12 NADP + 6H20 → 2 Glyceraldehyd-3-fosfater + 12 NADPH2 + ATP + 6CO2. Denna väg är viktigare som en källa till pentosocker för nukleinsacia-syntesen. Produktionen av NADPH i vägen är också signifikant eftersom den är nödvändig för syntes av fett, vilket uppträder huvudsakligen i lever och fettvävnad, vilket medför omoxidering av NADPH till NADP. Således existerar en typ av synergistiskt förhållande i vilket hexosmonofosfat-shuntvägen tillhandahåller NADPH för lipidsyntes, vilket i sin tur regenererar NADP + vilket möjliggör att shuntvägen fortsätter.
Metabolisk väg av glukos:
Nedbrytningen av glukos i cellerna, som visas med formeln:
C6H12O6 + 6O2, -> 6CO2 + 6H20 + Energi (668 kilokalorier / mol) sker i två steg: (a) i frånvaro av syre eller anaerob respiratorisk väg (kallad glykolys hos djur och högre växter och (b) aerobsteg eller Krebs cykel som kräver syre.
A. Glykolys:
Cellbrytningen av glukos genom en serie glykolytiska enzymer till pyruvsyra genom flera reaktioner kallas ofta Embden-Meyerhof-vägen. Pyruvinsyra till Mjölksyra: Under normala förhållanden metaboliseras pyruvat som bildas av ovanstående anaeroba andningsförlopp i många celler och vävnader ytterligare via den aeroba andningsvägen till koldioxid och vatten.
I frånvaro av molekylärt syre, såsom i skelettmusklerna, omvandlas pyruvat till mjölksyra genom en oxidationsreduktion, i vilken NADH reducerar pyruvinsyra till mjölksyra i närvaro av det specifika enzymet, mjölksyradehydrogenas.
I många mikroorganismer och växtceller (under betingelser med begränsad O2-tillförsel omvandlas pyruvat till etylalkohol och CO2 istället för mjölksyra med hjälp av följande två reaktioner.
(a) Pyruvinsyra till acetaldehyd:
Denna reaktion, som katalyseras av enzymet karboxylas, är väsentligen en klyvning av en koldioxid (dekarboxylering) från pyruvsyra för att bilda acetaldehyd.
(b) Acetaldehyd till Etylalkohol:
Acetaldehyd reduceras sedan med NADH i närvaro av enzymetalkoholdehydrogenas till etylaklohol.
Således är de totala resultaten av anaerob respiration i djurcellerna, såsom muskler när 0 är begränsande, splittringen av glukos i två molekyler mjölksyra med frisättning av energi.
C6H12O6 -> 2CH3CHOHCOOH + Energi (36 kcal / mol)
(Glukos) (mjölksyra)
I mikroorganismer och växtceller metaboliseras glukos under anaeroba förhållanden för att bilda 2 mol etylalkohol och 2 molekyler CO 2 med frisättning av energi.
C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi (50 kcal / mol)
B. Aerobisk respiratorisk vägen:
Under aeroba förhållanden i cellerna respirationsmetabolism oxideras pyruvinsyran genom en serie enzymatiska reaktioner för att ge energi, C02 och H7 0. Den metaboliska vägen genom vilken detta sker är känd som Krebs cykel eller tricarboxylsyran ( TCA) eller citronsyracykeln.
Sammanfattning av Krebs cykelreaktion:
Pyruvsyra + 4 NAD + FAD + → 3CO2 + 4NADH2 + FADH 2 + ATP (GTP)
ADP (GDP) + Pi + 2HZO
