Zawartość
- Akumulacja glukozo-6-fosforanu
- Działanie białka regulatorowego glukokinazy
- Akumulacja ATP
- Hamowanie kinazy pirogronianowej
Glikoliza jest procesem, w którym glukoza jest przekształcana w pirogronian lub mleczan, w zależności od tego, czy występuje w warunkach tlenowych czy beztlenowych. Regulacja tego procesu odbywa się w trzech podstawowych punktach, w których reakcje enzymatyczne są nieodwracalne. Te trzy enzymy to heksokinaza, fosfofruktokinaza i kinaza pirogronianowa. Hamowanie glikolizy jest mechanizmem oszczędzania energii poprzez zapobieganie rozkładowi trójfosforanu adenozyny.
Akumulacja glukozo-6-fosforanu
Enzym heksokinaza katalizuje pierwszy etap glikolizy, w którym przekształca się w glukozo-6-fosforan. Wysokie stężenia tego produktu hamują aktywność enzymatyczną.Gdy się gromadzi, glukozo-6-fosforan konkuruje z substratem glukozy, aby związać się z miejscem aktywnym enzymu, a także z innym miejscem allosterycznym. To wiązanie hamuje działanie heksokinazy.
Działanie białka regulatorowego glukokinazy
W wątrobie przemiana glukozy w glukozo-6-fosforan zachodzi poprzez działanie wariantu heksokinazy zwanego glukokinazą. W przeciwieństwie do heksokinazy, na stężenie glukokinazy nie ma wpływu stężenie glukozo-6-fosforanów, a zatem nie jest przez nie hamowane. Działanie glukokinazy jest modulowane przez obecność białka zwanego białkiem regulatorowym glukokinazy (PRG). Wiązanie PRG z enzymem glukokinazą hamuje glikolizę w wątrobie.
Akumulacja ATP
W cyklu glikolizy reakcja katalizowana przez fosfofruktokinazę jest fazą ograniczającą szybkość. Enzym ten katalizuje fosforylację fruktozo-6-fosforanu przez ATP z wytworzeniem fruktozo-1,6-bisfosforanu. W warunkach, w których występuje wysokie stężenie ATP, nie ma potrzeby glikolizy. Ten ATP wiąże się z miejscem allosterycznym w enzymie fosfofruktokinazy i powoduje zmianę jego konformacji. Ta zmiana pozwala uniknąć wiązania substratu fruktozo-6-fosforanu, a zatem hamuje aktywność enzymu, która z kolei hamuje glikolizę.
Hamowanie kinazy pirogronianowej
Enzym kinaza pirogronianowa jest trzecim miejscem regulacji glikolizy. Aktywność tego enzymu jest hamowana przez obecność wysokich stężeń ATP. Obecność alaniny, która jest biosyntetyzowana z pirogronianu, działa również jako czynnik hamujący. Zarówno ATP, jak i alanina wiążą się z miejscem allosterycznym na enzymie kinazy pirogronianowej i prowadzą do zmniejszenia jego aktywności. Gdy poziom cukru we krwi spada, następuje fosforylacja enzymu kinazy pirogronianowej, co powoduje, że enzym jest nieaktywny, hamując glikolizę.
