Περιεχόμενο
- Συσσώρευση 6-φωσφορικής γλυκόζης
- Δράση της ρυθμιστικής πρωτεΐνης της γλυκοκινάσης
- Συσσώρευση του ΑΤΡ
- Αναστολή της πυροσταφυλικής κινάσης
Η γλυκόλυση είναι η διαδικασία κατά την οποία η γλυκόζη μετατρέπεται σε πυροσταφυλικό ή γαλακτικό, ανάλογα με το αν εμφανίζεται υπό αερόβιες ή αναερόβιες συνθήκες. Η ρύθμιση αυτής της διαδικασίας γίνεται σε τρία θεμελιώδη σημεία όπου οι εμπλεκόμενες ενζυμικές αντιδράσεις είναι μη αναστρέψιμες. Αυτά τα τρία ένζυμα είναι εξοκινάση, φωσφοφρουκτοκινάση και πυροσταφυλική κινάση. Η αναστολή της γλυκόλυσης είναι ένας μηχανισμός για τη διατήρηση της ενέργειας εμποδίζοντας την διάσπαση της τριφωσφορικής αδενοσίνης.
Συσσώρευση 6-φωσφορικής γλυκόζης
Το ένζυμο εξοκινάσης καταλύει το πρώτο στάδιο της γλυκόλυσης, στο οποίο μετατρέπεται σε 6-φωσφορική γλυκόζη. Οι υψηλές συγκεντρώσεις αυτού του προϊόντος αναστέλλουν την ενζυματική δραστικότητα.Όταν συσσωρεύεται, το γλυκόζη-6-φωσφορικό ανταγωνίζεται με το υπόστρωμα γλυκόζης να δεσμεύεται στην ενεργό θέση του ενζύμου, καθώς και σε μια άλλη αλλοστερική θέση. Αυτή η δέσμευση αναστέλλει τη δράση της εξοκινάσης.
Δράση της ρυθμιστικής πρωτεΐνης της γλυκοκινάσης
Στο ήπαρ, η μετατροπή της γλυκόζης σε γλυκόζη-6-φωσφορικό συμβαίνει μέσω της δράσης μιας παραλλαγής της εξοκινάσης που ονομάζεται γλυκοκινάση. Σε αντίθεση με την εξοκινάση, η γλυκοκινάση δεν επηρεάζεται από τις συγκεντρώσεις της γλυκόζης-6-φωσφορικής και επομένως δεν αναστέλλεται από αυτές. Η δράση της γλυκοκινάσης ρυθμίζεται από την παρουσία μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται ρυθμιστική πρωτεΐνη γλυκοκινάσης (PRG). Η δέσμευση του PRG στο ένζυμο γλυκοκινάση αναστέλλει τη γλυκόλυση στο ήπαρ.
Συσσώρευση του ΑΤΡ
Στον κύκλο γλυκολύσης, η αντίδραση που καταλύεται από φωσφοφρουκτοκινάση είναι η φάση περιορισμού του ρυθμού. Αυτό το ένζυμο καταλύει τη φωσφορυλίωση της 6-φωσφορικής φρουκτόζης από την ΑΤΡ για την παραγωγή 1,6-διφωσφορικής φρουκτόζης. Σε συνθήκες όπου υπάρχει υψηλή συγκέντρωση ΑΤΡ, δεν υπάρχει ανάγκη για γλυκόλυση. Αυτό το ΑΤΡ δεσμεύεται στην αλλοστερική θέση στο ένζυμο φωσφοφρουκτοκινάσης και προκαλεί μια αλλαγή στη διαμόρφωσή του. Αυτή η αλλαγή αποφεύγει τη δέσμευση του υποστρώματος φρουκτόζης-6-φωσφορικού και κατά συνέπεια αναστέλλει την ενζυμική δραστικότητα η οποία, με τη σειρά της, αναστέλλει τη γλυκόλυση.
Σε συνθήκες όπου υπάρχει υψηλή συγκέντρωση ΑΤΡ, δεν υπάρχει ανάγκη για γλυκόλυση (George Doyle / Stockbyte / Getty Images)
Αναστολή της πυροσταφυλικής κινάσης
Το ένζυμο πυροσταφυλικής κινάσης είναι η τρίτη θέση ρύθμισης της γλυκόλυσης. Η δραστικότητα αυτού του ενζύμου παρεμποδίζεται από την παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων ΑΤΡ. Η παρουσία αλανίνης, η οποία βιοσυντίθεται από πυροσταφυλικό, δρα επίσης ως ανασταλτικός παράγοντας. Τόσο η ΑΤΡ όσο και η αλανίνη δεσμεύονται σε μία αλλοστερική θέση στο ένζυμο πυροσταφυλικής κινάσης και οδηγούν σε μείωση της δραστηριότητάς της. Όταν μειώνεται το επίπεδο σακχάρου στο αίμα, εμφανίζεται φωσφορυλίωση του ενζύμου πυροσταφυλικής κινάσης, πράγμα που καθιστά το ένζυμο ανενεργό, παρεμποδίζοντας τη γλυκόλυση.
