Pirogronian

Szczawiooctan

Fosfoenolopirogronian

Fruktozo-1,6-difosforan

Glukozo-6-fosforan

Glukoza

NADPH+H

+

NADP

+

Jabłczan

Aminokwasy (alanina, seryna)

Glicerol

Mleczan

CO

2

CO

2

NAD

+

NADH+H

+

ATP

ADP

Bursztynian

α-Ketoglutaran

P

i

 

 

COO

-

C=O

CH

2

COO

-

szczawiooctan

ATP

ADP + P

i

COO

-

C=O

CH

3

pirogronian

+ CO

2

 

karboksylaza

 pirogronianowa

COO

-

C=O

CH

2

COO

-

szczawiooctan

COO

-

C-O~P

CH

2

GTP

GDP

karboksykinaza

fosfoenolopirogroni

anowa

fosfoenolopirogronian

+  CO

2

Reakcje właściwe dla glukoneogenezy

 

 

Reakcje katalizowane przez enzymy 

działające wyłącznie w glukoneogenezie:

Pirogronian + CO

2

 + ATP + H

2

O → szczawiooctan + ADP+ 

P

i

 + H

+

Szczawiooctan  +  GTP  →  fosfoenolopirogronian  +  GTP  + 

CO

2

Fruktozo-1,6-difosforan + H

2

O → fruktozo-6-fosforan + P

i

Glukozo-6-fosforan + H

2

O → glukoza + P

i

1

2

3

 

 

karboksykinaza
fosfoenolopirogronian
owa

1,3-difosfoglicerynian

3-fosfoglicerynian

2-fosfoglicerynian

fosfoenolopirogronian

pirogronian

kinaza

fosfoglicerynia

nowa

fosfogliceromutaza

enolaza

ADP

ATP

ATP

ADP

szczawiooctan

karboksylaza pirogronianowa

 GDP + CO

2

ADP + Pi

GTP 

ATP + CO

2

kinaza

pirogronianow

a

ADP 

ATP 

1

Glukoneogeneza a glikoliza  

 

 

Glukozo-6-fosforan

 fruktozo-6-fosforan 

izomeraza glukozofosforanowa

 fruktozo-1,6-difosforan 

fruktozo-1,6-difosfataza

P

i

fosfofruktokinaza

ATP

ADP

aldolaza

aldehyd

3-

fosfogliceryno

wy

fosfodihydroksyaceton

izomeraza triozofosforanowa

1,3-difosfoglicerynian

dehydrogenaza

aldehydu

3-

fosfoglicerynowego

NADH + H

+

NAD

+

 + Pi

2

Glukoneogeneza a glikoliza  c.d.

 

 

Glukoneogeneza a glikoliza  c.d.

glukoza

     glukozo-6-fosforan   

glukozo-6-fosfataza

heksokinaza

ADP

ATP

P

i

3

 

 

Nieodwracalne reakcje glikolizy:

glukoza       

fosforylacja

       glukozo-6-fosforan

fruktozo-6-fosforan       

fosforylacja

       fruktozo-1,6-

difosforan

fosfoenolopirogronian + ADP                        

pirogronian +ATP

 

 

1. 

Regulacja 

fruktozo-1,6-difosfatazy

 

i 

fosfofruktokinazy.

2. Regulacja:

• 

kinazy pirogronianowej

, 

• karboksylazy pirogronianowej,     

• 

karboksykinazy 

fosfoenolopirogronianowej.

Regulacja glukoneogenezy

 

 

Aktywacja przez:

• cytrynian

Inhibicja przez:

• fruktozo-2,6-difosforan

• AMP

Fruktozo-1,6-difosfataza

 

główny enzym kontrolujący szybkość 

glukoneogenezy

Fruktozo-1,6-difosforan

Fruktozo-6-fosforan

H

2

O

P

i

 

 

Karboksylaza pirogronianowa 

enzym regulujący szybkość 

glukoneogenezy

Aktywacja przez:

• acetylo-CoA

• ATP

Inhibicja przez:

• ADP

ADP + P

i

pirogronian

ATP

szczawiooctan

 

 

CYKL   CORICH

KREW

WĄTROBA

MIĘŚNIE

glukoza

pirogronian

glukoza

pirogronian

mleczan 

mleczan 

dehydrogenaz

a

mleczanowa

glukoneogeneza

glikoliza

NAD+

NADH + H+

NADH + H+

NAD+

dehydrogenaz

a

mleczanowa

 

 

Karboksylaza pirogronianowa -1 ATP (x2) 

= 2ATP

Karboksykinaza  fosfoenolopirogronianu  -1  GTP 

(x2)  = 2ATP

Kinaza fosfoglicerynianowa -1 ATP (x2) 

= 2ATP

                       

SUMA 

= 6 ATP

Zapotrzebowanie 

energetyczne

 

 

SZLAK PENTOZOFOSFORANOWY

1. Faza oksydacyjna powstaje:

•  NADPH + H

+

 

2. Faza nieoksydacyjna powstają:

•  pentozy 
•  cukry o 3, 4 i 7 atomach węgla.

        

Reakcja sumaryczna:

6C

6

H

12

O

6 

+12NADP

+

+6H

2

O→6CO

2

+ 6Rybulozo5-P 

+12NADPH+H

+

lokalizacja 

lokalizacja 

komórkowa:

komórkowa:

cytoplazma

cytoplazma

rola:

rola:

dostarcza 

dostarcza 

NADPH+H

NADPH+H

+

+

oraz rybozo-5-

oraz rybozo-5-

fosforanu

fosforanu

 

 

ROLA:
synteza glukozy z prekursorów 
niewęglowodanowych

LOKALIZACJA KOMÓRKOWA:
cytoplazma i mitochondria

LOKALIZACJA TKANKOWA:
wątroba, nerki

GLUKONEOGENEZA 

 

 

Glukozo-6-fosforan

6-fosfoglukonolakton

6-fosfoglukonian

3-ketoglukono-6-fosforan

Rybulozo-5-fosforan

NADP

+

NADPH+H

+

1

3

2

H

2

O

NADP

+

NADPH+H

+

CO

2

3

1
2

3

FAZA OKSYDACYJNA SZLAKU 

PENTOZOFOSFORANOWEGO 

 

 

Reakcje fazy oksydacyjnej 

Substraty

Produkty

Enzym

Opis

glukozo-6-

fosforan

+

NADP

+

6-

fosfoglukonolakt

on

+

NADPH + H

+

dehydrogenaza 

glukozo-6-

fosforanowa

Utlenianie

Grupa 

hydroksylowa  przy 

węglu  1  zostaje 

przekształcona  w 

grupę 

ketonową, 

jednocześnie 

powstaje NADPH.

6-

fosfoglukonolakt

on

+

H

2

O

6-fosfoglukonian

+

H

+

glukonolaktonaz

a

Hydroliza

Dehydratacja 

6-

fosfoglukonoakton

u 

do 

6-

fosfoglukonianu.

6-fosfoglukonian 

+ 

NADP

+

rybulozo-5 

fosforan 

+ 

NADPH + H

+

 

+ 

CO

2

dehydrogenaza 

6-

fosfoglukoniano

wa

Oksydacyjna 

dekarboksylacja

Przyjmując 

elektron 

NADP

+ 

przekształca  sie  w 

następną 

cząsteczkę 

NADPH. 

Jednocześnie  6-cio 

węglowy  łańcuch 

zostaje 

skrócony 

do 

5-cio 

węglowego.

1

2

3

 

 

1

dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa

glukozo-6-fosforan

   H-

C-OH

   H-C-OH
HO-C-H
   H-C-OH
   H-C
       CH

2

OPO

3

2-

O

NADP

+

NADPH+H

+

6-fosfoglukonolakton

       

C=O

   H-C-OH
HO-C-H
   H-C-OH
   H-C
       CH

2

OPO

3

2-

O

1

FAZA OKSYDACYJNA SZLAKU 

PENTOZOFOSFORANOWEGO -cd

 

 

2

glukonolaktonaza

       

C=O

   H-C-OH
HO-C-H
   H-C-OH
   H-C-OH
       CH

2

OPO

3

2-

O

-

H

2

O

H

+

6-fosfoglukonolakton

6-fosfoglukonian

       

C=O

   H-C-OH
HO-C-H
   H-C-OH
   H-C
       CH

2

OPO

3

2-

O

2

FAZA OKSYDACYJNA SZLAKU 

PENTOZOFOSFORANOWEGO -cd

 

 

3

dehydrogenaza 6-fosfoglukonianowa

       

C=O

   H-C-OH
HO-C-H
   H-C-OH
   H-C-OH
       CH

2

OPO

3

2-

O

-

     
   H

2

C-OH

       C=O
   H-C-OH
   H-C-OH
       
CH

2

OPO

3

2-

6-fosfoglukonian

rybulozo-5-fosforan

+   

CO

2

NADP

+

NADPH+H

+

3

FAZA OKSYDACYJNA SZLAKU 

PENTOZOFOSFORANOWEGO -cd

 

 

FAZA NIEOKSYDACYJNA

SZLAKU 

PENTOZOFOSFORANOWEGO

Auto

r

Andrzej Małkowski

 

 

Substraty

Produkty

Enzym

rybulozo-5-fosforan

rybozo-5-fosforan

izomeraza 

pentozofosforan

owa

rybulozo-5-fosforan

ksylulozo-5-fosforan

epimeraza 

pentozofosforan

owa

ksylulozo-5-fosforan

+

rybozo-5-fosforan

aldehyd 3-

fosfoglicerynowy

+

sedoheptulozo-7-

fosforan

transketolaza

sedoheptulozo-7-

fosforan

+

aldehyd 3-

fosfoglicerynowy

erytrozo-4-fosforan

+

fruktozo-6-fosforan

transaldolaza

ksylulozo-5-fosforan

+

erytrozo-4-fosforan

aldehyd 3-

fosfoglicerynowy

+

fruktozo-6-fosforan

transketolaza

Reakcje fazy nieoksydacyjnej 

 

 

zapotrzebowanie na NADPH

 zapotrzebowanie na rybozo-5-fosforanu

fruktozo-6-fosforan                 aldehyd 3-fosfoglicerynowy

aldehyd 3-fosfoglicerynowy                 rybozo-5-fosforan

rybozo-5-fosforan                 aldehyd 3-fosfoglicerynowy

transketolaza

aldehyd 3-fosfoglicerynowy                  fruktozo-6-fosforan

transaldolaza

transketolaza

transaldolaza

REGULACJA CYKLU 

PENTOZOFOSFORANOWEGO

 

 

ZNACZENIE 

CYKLU PENTOZOFOSFORANÓW

1.Pentozy

  są  wykorzystywane  do  syntezy 

nukleotydów i związków pochodnych.

2.  Erytrozo-4-P  (+kwas  pirogronowy)  służy  do 

syntezy aminokwasów aromatycznych.

3.  W  organizmach  niezdolnych  do  fotosyntezy 

jest źródłem NADPH + H

+

. 

4.  Rybulozo-5-P  może  stanowić  substrat  do 

asymilacji CO

2

 w cyklu Calvina.

 

 

• Cykl  glioksylanowy  (cykl  glioksalowy)  to  cykl  przemian 

metabolicznych  nazywanych  również  modyfikacją  cyklu 

Krebsa.  Proces  ten  zachodzi  u  wielu  drobnoustrojów,  w 

bakteriach  tlenowych,  glonach,  grzybach  i  w  kiełkujących 

nasionach  roślin  oleistych.  U  roślin  jest  on  zlokalizowany 

w 

specjalnych 

organellach 

komórkowych 

zwanych 

glioksysomami. Nieprzypadkowo, przebiega w nich również 

proces  beta-oksydacji  (rozbijania)  kwasów  tłuszczowych, 

gdyż ostateczny produkt tego procesu - acetylokoenzym A, 

jest  jednocześnie  substratem  cyklu  glioksylanowego.  Cykl 

ten składa się z sześciu etapów, katalizowanych przez pięć 

odrębnych enzymów (dwa etapy katalizuje ten sam enzym). 

Zarówno dla cyklu glioksylanowego jak i dla cyklu Krebsa 

proces  kondensacji  aktywnego  octanu  z  szczawiooctanem 

oraz początkowe metabolity są wspólne. 

• Rolą  tego  cyklu  (w  nasionach  roślin  oleistych)  jest 

przemiana  tłuszczów  w  cukry.  Znaczna  część  tłuszczów 

ulega  najpierw  przemianom  w  cukry  i  w  tej  postaci  jest 

transportowana  z  części  zapasowych  nasion  do  rosnącego 

kiełka. 

Proces 

ten 

nie 

zachodzi 

w 

organizmach 

zwierzęcych (cukry powstają w wyniku resyntezy glukozy z 

kwasu  mlekowego,  aminokwasów  i  glicerolu,  reakcje  te 

służą do utrzymywania stałego poziomu cukru - glukozy w 

czasie głodu).

 

 

Cykl 

glioksylanowy 

 

 

Modyfikacja cyklu Krebsa 

       COO

-

HO-C-H
   H-C-COO

-

       CH

2

       COO

-

COO

-

CH

2

CH

2

COO

-

izocytrynian

bursztynian

liaza

izocytrynian

owa

+

        -

OOC-C-H 

   

O

glioksylan

 

 

Modyfikacja cyklu Krebsa 

cd. 

  -

OOC-C-H  +

O

glioksylan          acetylo-SCoA      

    COO

-

    CH

2

H-C-OH
    COO

-

jabłczan

syntaza 

jabłczano

wa

  

H

3

C-C~S-CoA

O

 

 

Cykl glioksylanowy - przemiany bursztynianu

cytrynian

glioksylan

jabłczan

izocytrynian

szczawiooctan

  bursztynian

NADH+H

+

NAD

+     

fumaran

jabłczan

szczawiooctan

fosfoenolopirogronian + CO

2

glukoneogeneza

cukry

H

2

O

O

2

acetylo-CoA

O

2

H

2

O

ITP

c

yt

o

zo

l

m

it

o

c

h

o

n

d

ri

u

m

glioksysom

acetylo-CoA

kwasy 

tłuszczowe

 

 

Liaza izocytrynianowa

hamowanie przez fosfoenolopirogronian

Syntetaza jabłczanowa

aktywacja przez wzrost acetylo-CoA

REGULACJA CYKLU GLIOKSYLANOWEGO

 

 

Alternatywne szlaki metabolizmu glukozy 

Glukoneogeneza

Cykl glioksylanowy

Pirogronian

Glukoza

Aminokwasy

Glicerol

Mleczan

Kwasy tłuszczowe

Glukoza