Integracja metabolizmu 

Integracja metabolizmu 

Glukozo- 6 -fosforan

Pirogronian 

AcetyloCoA

Kluczowe związki w metabolizmie 

Kluczowe związki w metabolizmie 

 

 

Metaboliczne przemiany glukozo- 6-fosforanu 

Glikogen jest tworzony 

gdy jest dużo G-6-P i ATP 

G-6-P ulega glikolizie gdy potrzebne jest 

ATP

ATP lub węglowe szkielety do biosyntez

G-6-P poprzez cykl pentozowy dostarcza 

NADPH do biosyntez redukcyjnych oraz 

rybozo- 5-fosforanu do syntezy 

nukleotydów

G-6-P może być utworzona:  
 z rozpadu glikogenu
 z pirogronianu 
 z glukogennych aminokwasów

Glukoza po wejściu do 

komórki ulega fosforylacji

 

 

Metaboliczne przemiany pirogronianu

Dehydrogenaza mleczanowa regeneruje NAD

+

Transaminacja

karboksylacja

AcetyloCoA aktywuje 
karboksylazę 
pirogronianową

Oksydacyjna dekarboksylacja

Pirogronian jest przekształcany w acetyloCoA jedynie, gdy są 

potrzebne ATP lub dwuwęglowe fragmenty do syntezy 

lipidów

 

 

Metaboliczne przemiany acetyloCoA 

prekursor cholesterolu i ciał ketonowych

oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu 

-oksydacja kwasów tłuszczowych

ketogenne aminokwasy

eksport do cytozolu jako 

cytrynian do syntezy 

kwasów tłuszczowych 

źródła acetyloCoA

 

 

Transport  acetyloCoA do cytoplazmy 

AcetyloCo
A

Szczawioocta
n

Cytrynia
n

Pirogronia
n

Mitochondrium                                     
Cytoplazma

Pirogronia
n

Jabłcza
n

Cytrynia
n

Szczawioocta
n

AcetyloCo
A

 

 

Anabolizm i katabolizm muszą być precyzyjnie 
koordynowane 

I. Interakcje allosteryczne

Enzymy, które przeprowadzają nieodwracalne reakcje 
są często miejscami kontroli allosterycznej



Fosfofruktokinaza w glikolizie



Karboksylaza acetyloCoA w syntezie kwasów 

tłuszczowych

Rodzaje mechanizmów 
kontrolnych

II. Modyfikacje kowalencyjne

Zwykle trwają dłużej (sek do min), niż allosteryczna regulacja 
(msek do sek)

Katalityczna aktywność fosforylazy glikogenowej jest 
wzmacniana przez fosforylację, podczas gdy syntaza 
glikogenowa jest hamowana. 

Specyficzne enzymy katalizują dodawanie i usuwanie grup 
fosforanowych. 

 

 

Enzymy regulowane przez 
fosforylację 



   Aktywne w formie ufosforylowanej  

(stymulacja przez glukagon lub 

adrenalinę)



   fosforylaza glikogenowa



   lipaza triacyloglicerolowa



   Aktywne w formie 

nieufosforylowanej 

(stymulacja przez insulinę) 



  syntaza glikogenowa 



  fosfofruktokinaza II (wątroba)



  kinaza pirogronianowa 

(wątroba)



  karboksylaza acetyloCoA 



  reduktaza HMG - CoA

 

 

III. Poziom enzymów

Ilość enzymów oraz ich aktywność podlegają 
regulacji 

Szybkość syntezy i rozpadu enzymów jest regulowana przez 

hormony

IV. Przedziałowość procesów

V. Metaboliczna specjalizacja organów

Metaboliczna specializacja jest wynikiem zróżnicowanej ekspresji genów

 

 

Miejsca kontroli głównych szlaków metabolicznych

1. Glikoliza

Proces glikolizy dostarcza:
-  ATP
-  szkielety węglowe do 
biosyntez 

Najważniejszym punktem kontroli jest 
fosfofruktokinaza

E

Fruktozo-1,6- 
bisfosforan

Fruktozo-6- 
fosforan

Aktywacja przez:



  fruktozo-2,6- 

bisfosforan



  AMP

Inhibicja przez:



  cytrynian



  ATP

 

 

Kontrola syntezy i degradacji fruktozo 2,6-bisfosforanu

Zwolnienie glikolizy

Niski poziom glukozy

Wysoki poziom glukozy

Aktywacja glikolizy

Fosfofruktokinaza II

 

 

2. Cykl Krebsa i oksydacyjna 
fosforylacja

Wysokie stężenie  ATP obniża aktywność 

 dehydrogenazy izocytrynianowej   i dehydrogenazy  

-

ketoglutaranowej 

Cykl Krebsa dostarcza intermediatów do 

biosyntez:



 

bursztynyloCoA  do syntezy porfiryn



 

cytrynian do syntezy kwasów 

tłuszczowych 



 

ketoglutaran do syntezy 

glutaminianu



 

szczawiooctan do syntezy 

asparaginianu

Podobną funkcję dostarczania intermediatu pełni karboksylaza pirogronianowa

 

 

Utlenienie glukozo 6-fosforanu jest kluczową reakcją cyklu

3. Cykl pentozowy 

 

 

Przemiany wymagające NADPH    
(wątroba)

Syntezy

Synteza kwasów tłuszczowych
Synteza cholesterolu 
Synteza neurotransmiterów 
Synteza nukleotydów

Detoksykacja

Redukcja utlenionego 
glutationu
Monooksygenazy cytochromu 
P450

 

 

Fruktozo 1,6-bisfosfataza jest głównym 

enzymem kontrolującym szybkość 

glukoneogenezy

4. Glukoneogeneza

Fruktozo-1,6- fosforan

Aktywacja przez:



  cytrynian

Inhibicja przez:



  fruktozo -2,6-

bisfosforan



  AMP

Fruktozo-6- 
fosforan

E

 

 

Synteza i degradacja glikogenu - porównanie

Hormon 

Hormon

 

5. Metabolizm 
glikogenu

 

 

Karboksylaza acetyloCoA jest kluczowym miejscem kontroli 
syntezy

6. Synteza i degradacja kwasów tłuszczowych 

Aktywacja przez:



  cytrynian

Inhibicja przez:



  palmitoiloCoA

E

 

 

Rozpad kwasów tłuszczowych związany jest z zapotrzebowaniem na ATP



-oksydacja zachodzi jedynie wtedy, gdy NAD

+

 i  FAD są 

regenerowane

MalonyloCoA hamuje degradację kwasów 

tłuszczowych poprzez blokowanie tworzenia 

acylokarnityny 

 

 

Regulatory allosteryczne enzymów  - 

zestawienie 



Fosfofruktokinaza I

(+) AMP, fruktozo-2,6-bisfosforan

(-) ATP, cytrynian 



Kinaza pirogronianowa

(+) fruktozo-1,6-bisfosforan



Dehydrogenaza pirogronianowa (+) NAD

+

 

(-) acetyloCoA, ATP, NADH



Karboksylaza pirogronianowa

(+) acetyloCoA



Syntaza cytrynianowa

(+) ADP, Ca

2+

(-) ATP, NADH, acyloCoA



Karboksylaza acetyloCoA (+) cytrynian

(-) długołańcuchowe acyloCoA



Acylotransferaza karnitynowa  (-) malonyloCoA



Dehydrogenaza izocytrynianowa 

(+) ADP, Ca

2+

(-) ATP, NADH



Dehydrogenaza glukozo-6-P 

(-) NADPH