Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
В предыдущем разделе подробно обсуждалась роль глюкокиназы и глюкозо-6-фосфатазы в обеспечении механизма, ответственного за поглощение и высвобождение глюкозы в печени. Экспериментальные данные, свидетельствующие о
том, что системы фруктокиназа/фруктозодифосфатаза » пируваткарбоксилаза/фосфоенолпируваткарбоксикиназа/пиру-ваткииаза являются регуляторными, подробно обсуждаются в специальном обзоре [28], и мы их не будем повторять. Уже после выхода в свет указанного обзора Вильямс и сотр. [38] в опытах с перфузируемой печенью показали, что перфузия печени жирными кислотами ведет к увеличению скорости глюконеогенеза из лактата, аланина и других предшественников и что концентрации пирувата и фруктозодифос-фата (в определенных условиях) уменьшаются. Эти результаты подтверждают, заключение, согласно которому системы пируваткарбок-снлаза/фосфоенолпируват-карбоксикиназа/пируватки-наза и фосфофруктокиназа/ /фруктозодифосфатаза являются регуляторными системами гликолиза и глюконеогенеза в печени.
Недавно было показано» что ишемия вызывает увеличение гликолитического потока в печени и почках in situ. В обоих тканях при ишемии наблюдается увеличение содержания гексозомонофосфатов (по-видимому, в связи с тем, что фосфорилаза стимулируется в большей степени, чем фосфофруктокиназа), но содержание фосфоенолпирувата в этих условиях уменьшается. Следовательно, пируваткиназа этих тканей контролируется, по-видимому, факторами, отличными от концентрации фосфоенолпирувата [32].
4. РЕГУЛЯТОРНЫЕ СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА
Свойства возможных регуляторных ферментов гликолиза и глюконеогенеза обсуждались в специальном обзоре [28], и здесь мы их только кратко суммируем. Фосфофруктокиназа ин-гибируетря АТФ и цитратом, причем степень этого ингибирования снижается под влиянием АМФ, Фв, фруктозо-6-фосфата и фруктозодифосфата. Активность фруктозодифосфатазы ингибируется под влиянием АМФ. Пируваткиназа ингибируется АТФ и активируется фруктозодифосфатом. Известно о существовании двух изоферментов пируваткиназы в печени, различающихся по электрофоретическим, иммунологическим и
Фермент, катализирующий, прямую реакцию
Направление
потока
О
Рис. 80.
кинетическим свойствам [39]. Значения Км М- и L-изофер-ментов пируваткиназы для фосфоенолпирувата составляют
0,75-10-4 и 0,84-10_3 М соответственно. Значения Кг для АТФ равны 3,5 -10—3 и 0,1 * 10-3 М для М- и L-изоферментов соответственно. Только L-изофермент пируваткиназы активируется фруктозодифосфатом. Пируваткарбоксилаза активируется под действием ацетил-КоА и ингибируется АДФ. Изучению свойств фоофоенолпируваткарбоксикиназы было посвящено очень много исследований, и, судя по полученным результатам, вероятность регулирования ее активности по принципу обратной связи очень невелика. На основании обнаруженных свойств этого фермента было предложено несколько теории регуляции гликолиза и глюконеогенеза; некоторые из них мы и рассмотрим ниже.
5. РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА В АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ
Состояние анаэробиоза представляет собой очень ценный метод экспериментального нарушения энергетического баланса аэробной клетки в нормальных условиях. На основании происходящих при этом изменений содержания продуктов промежуточного обмена можно судить о правомочности {рассматриваемых теорий регуляции.
Аноксия и воздействие дыхательных ядов ведут к увеличению скорости гликолиза в срезах коркового вещества почек. Острая ишемия печени и почек in situ также увеличивает скорость гликолиза. В этих условиях наблюдается резкое снижение общего содержания АТФ, а содержание АМФ возрастает. Эти изменения должны, по-видимому, приводить к стимуляции фосфофруктокиназы и ингибированию фруктозо-дифосфатазы, что, таким образом, приведет к стимуляции гликолиза и к ингибированию глюконеогенеза (рис. 81). В экспериментах с ишемизированной печенью получены данные, косвенно подтверждающие эту теорию. Скорость образования лактата в первые минуты ишемии соответствует максимальной активности фосфофруктокиназы, измеренной in vitro [32]. Поскольку максимальная активность фруктозодифосфатазы в условиях in vitro в несколько раз превышает максимальную активность фосфофруктокиназы, приведенные выше результаты показывают, что ишемия вызывает, по-видимому, резкое ингибирование фруктозодифосфатазы и стимуляцию фосфофруктокиназы.
В очень простых экспериментах было показано, что перфузия изолированной печени 2 мМ раствором АМФ приводит к увеличению скорости гликолиза и гликогенолиза и к уменьше-
нию скорости образования глюкозы из лактата [40]. Если допустить, что некоторая часть АМФ проникает в клетки печени, то наблюдаемые изменения гликолиза и глюконеогенеза в точности соответствуют тем, которые предсказываются рас- . смотренной выше теорией регуляции.
Шюкозсс ( >;
\г-б-$г'°
LJS® \
1,6-фф
© ч _ \
\АТФ\
