Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
(гл. 3). Значения констант равновесия для глюкозо-6-фосфотазной и фруктозоди-фосфатаэиой реакций был-и рассчитаны из изменений стандартной свободной энергии гидролиза глюкозо-б-фосфата и фруктозо- 1,6-дифосфата соответственно. Отношения* действующих масс для търуваткарбоксилазиой и фосфоенолпируваткарбоксикиназной
реакций были рассчитаны из следующей реакции:
Пируват 4- АТФ + ГТФ -----Фосфоеиолпируват + ГДФ 4- АДФ + Фн_
Колстанта равновесия для этой реакции была рассчитана вычитанием стандартной1 свободной энергии гидролиза фосфоеиолпирувата из суммы стандартных свободных энергий гидролиза АТФ и ГТФ.
Значения К' и Г не имеют размерности (за исключением тех случаев, где указано)».
Максимальные активности ферментов гликолиза и глюкоиеогенеза в печенн и почках1
Активности ферментов при 37 °С, мкмоль /мин
на 1 г сырого веса
Фермент печень почки
крыса все виды крыса* все виды
Гексокииаза 0,7 0,5 7,9 5,6
Глюкокииаза 4,3 2,0 ' ---
Г люкозо-6-фосфатаза 17,0 12,0 13,0 . ---
Фосфоглюкоизомераза 136,0 280,0 130,0 ---
Фосфофруктокиназа 3,3 5,0 5,7 7,3
Фруктозодифосфатаза 15,0 20,0 17,0 14,0
Альдолаза 10,0 6,2 10,0 8,3
Глиц.еральдегид-3-фосфат---де 170,0 150,0 200,0 200,0
гидрогеназа
3- фосфоглицер аткиназ а 150,0 130,0 170,0 150,0
Енолаза 17,0 53,0 53,0 53,0
Пируваткиназа 50,0 37,0 50,0 77,0
Лактатдегндрогеназа 230,0 230,0 170,0 170,0
Пируваткарбоксилаза 6,7 8,3 5,8
Фосфоенолпирув аткар боксики- 6,7 13,0 6,7
наза
1 Приведенные значения активностей представляют собой средине значения данных, опубликованных в различных источниках; приведены значения активностей ферментов гликолиза для крыс и для тех видов позвоночных, для которых оии иввест-иы [60].
лизма глюкозы. Глюкокиназа, осуществляющая фосфорили-рование глюкозы, и глюкозо-6-фосфатаза, гидролизующая глюкоэо-6-фосфат до свободной глюкозы, — два фермента, катализирующие неравновесные реакции; отношения действующих масс для этих реакций значительно меньше величин констант равновесия (табл. 35), а максимальные каталитические активности этих ферментов много ниже активностей других гликолитических ферментов (табл. 36). Не имеется, однако, экспериментальных данных, свидетельствующих о том, что активность этих ферментов контролируется факторами, отличными от концентрации субстратов. И действительно, свойства этих ферментов in vitro соответствуют регуляции, их активности in vivo концентрацией субстратов.
1. РОЛЬ ГЛЮКОКИНАЗЫ В РЕГУЛЯЦИИ ПОГЛОЩЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ ЛЕЧЕНЬЮ
Способность печени к удалению глюкозы из воротной вены в условиях, когда концентрация глюкозы в кровотоке превышает нормальный уровень, нашла объяснение после от-
крытия фермента глюкокиназы [26]. Этот фермент, подобно гексокиназе, катализирует фосфорилирование глюкозы с образованием глюкозо-6-фосфата, однако активность этого фермента в печени почти, в 10 раз превышает активность гексокиназы:
Глюкоза-(-АТФ ----*• Глюкозо-6-фосфат -{- АДФ.
Важное различие между этими ферментами заключается в том, что глюкокиназа в противоположность гексокиназе имеет высокое значение Кы. для глюкозы (10 мМ) и не ингибируется глюкозо-6-фосфатом (табл. 37). Оба эти свойства лежат в основе теории регуляции поглощения глюкозы, в которой состоит физиологическая функция печени.
Таблица 37
Свойства глюкокиназы и гексокиназы из печени крысы [61]
Свойство Глюкокиказа Гексокиназа
КМ ДЛЯ глюкозы 10 мМ 0,01---0,1 мМ
Ингибирование глюкозо-6-фосфатом Нет Да
Способность фосфорилировать фруктозу Слабая Хорошая
Ингибирование N-ацетилглюкозамином Сильное Слабое
Приблизительная максимальная катали 1,5 0,1
тическая активность в печени сытых
крыс (мкмоль/мин на 1 г сырого веса
прн 25 °С)
После скармливания животным пищи, содержащей углеводы, концентрация глюкозы в крови воротной вены печени увеличивается от 5 до 12 мМ или выше и, поскольку транспорт глюкозы в клетки печени является равновесным процессом, внутриклеточная концентрация глюкозы возрастает в тех же пределах. Повышение концентрации глюкозы вызывает существенное увеличение активности глюкокиназы и автоматически увеличивает поглощение глюкозы печенью. Высокое значение Км. глюкокиназы для глюкозы имеет крайне важное значение для функционирования этой регуляторной системы, так как обеспечивает насыщение гексокиназы субстратом при концентрации глюкозы 1 мМ, и, следовательно, изменение концентрации глюкозы от 5 до 12 мМ не может сказаться на ее активности (рис. 73). Кроме того, отсутствие ингибирования глюкокиназы продуктом приводит к тому, что концентрация глюкозо-6-фосфата в печени не препятствует поглощению глюкозы. Стимуляция глюкокиназной активности должна, по-видимому, приводить к увеличению кон-
