обмен углеводов-2

1. ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
 ЛЕКЦИЯ – 2
Лектор: профессор
Шарапов В.И.
2014г.
 Гликогеногенез
 Гликогенолиз
 Болезни накопления
гликогена
 Глюконеогенез
Лечебный факультет

2. ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
 АКТУАЛЬНОСТЬ
Для функционирования
некоторых тканей
(мозг) постоянно
необходима глюкоза.
При недостаточном
поступлении
углеводов с пищей в
организме
активируются
процессы биосинтеза
глюкозы.
 ЦЕЛЬ ЛЕКЦИИ:
 Дать
преставления о
механизмах
синтеза углеводов
в организме
человека

3. ПЛАН ЛЕКЦИИ
 1. Гликогеногенез.
 2. Гликогенолиз. Регуляция.
 3. Болезни накопления гликогена.
 4. Глюконеогенез. Ход процесса.

4. ОБМЕН ГЛЮКОЗЫ
 УТИЛИЗАЦИЯ БИОСИНТЕЗ
 Гликогеногенез Гликогенолиз
 Гликолиз Глюконеогенез
 Пентозофосфатный
цикл

5. ДЕПОНИРОВАНИЕ ГЛЮКОЗЫ И
МОБИЛИЗАЦИЯ ГЛИКОГЕНА
 ГЛИКОГЕНОГЕНЕЗ - СИНТЕЗ
ГЛИКОГЕНА
 ГЛИКОГЕНОЛИЗ – РАСПАД
ГЛИКОГЕНА

6. СИНТЕЗ ГЛИКОГЕНА
 ГЕКСОКИНАЗНАЯ реакция:
–1. глюкокиназа печени
–(Km= 12mM не ингбируется Гл-6-Ф)
–2. гексокиназа в тканях
– (Km= 0.1mM ингибируется Гл-6-Ф)

7. ГЛИКОГЕНОГЕНЕЗ -
СИНТЕЗ ГЛИКОГЕНА
А. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ЭТАПЫ:
1-й ЭТАП - Фосфорилирование глюкозы
ГЛЮКОЗА + АТФ ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТ
+ АДФ
глюкокиназа (гексокиназа)
2-й ЭТАП - фосфоглюкомутазная реакция:
ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТ ГЛЮКОЗО-1-
ФОСФАТ
фосфоглюкомутаза

8. ГЛИКОГЕНОГЕНЕЗ
(продолжение)
Б. СИНТЕЗ ГЛИКОГЕНА:
1-я стадия синтеза:
ГЛЮКОЗО-1-ФОСФАТ+ УТФ УДФ-
глюкоза + РР
УДФ-глюкопирофосфорилаза
2-я стадия синтеза:
УДФ-глюкоза +(С6Н10О5)n УДФ +
(С6Н10О5)n+1
гликогенсинтаза
УДФ + АТФ УТФ + АДФ
нуклеозиддифосфаткиназа

9. МЕХАНИЗМЫ ВЕТВЛЕНИЯ
ГЛИКОГЕНА
 ВЕТВЯЩИЙ ФЕРМЕНТ:
– амило-1,4 1,6-трансглюкозидаза -
переносит фрагмент цепи (6 остатков
глюкозы) из линейной цепи и присоединяет
его -1,6-глюкозидной связью.

10. ГЛИКОГЕН
 Запасы глюкозы у человека (массой 70
кг) после приема пищи - 327 г:
 гликоген печени 4,0% = 72 г (масса
печени 1800 г);
 мышечный гликоген 0,7% = 245 г
(масса мышц 35 кг);
 внеклеточная глюкоза 0,1% = 10 г
(объем внеклеточной жидкости 10 л).
 Через 12-18 ч запас гликогена в печени почти
полностью истощается.

11. ГЛИКОГЕНОЛИЗ - распад
ГЛИКОГЕНА
ПУТИ МОБИЛИЗАЦИИ (РАСПАДА)
ГЛИКОГЕНА:
1. ФОСФОРОЛИТИЧЕСКИЙ ПУТЬ -
расщепление -1,4-глюкозидных связей -
фермент - гликогенфосфорилаза
2. ГИДРОЛИТИЧЕСКИЙ ПУТЬ -
расщепление -1,6-глюкозидных связей -
ферменты: амило-1,6-глюкозидаза (клетки),
, , -амилазы, -1,6-глюкозидазы
(кишечник).

12. ГЛИКОГЕНОЛИЗ - распад
ГЛИКОГЕНА
МЕХАНИЗМ АКТИВАЦИИ ГЛИКОГЕНОЛИЗА
Адреналин, глюкагон
Аденилатциклаза (неактивная)
Аденилатциклаза (активная)
АТФ цАМФ
протеинкиназа неакт. протеинкиназа акт.

13. ГЛИКОГЕНОЛИЗ
(продолжение)
Киназа фосфорилазы НА Киназа фосфорилазы А
Гликогенфосфорилаза А Гликогенфосфорилаза НА
Гликоген (С6Н10О5)n (С6Н10О5)n-1 +
Глюкозо-1-ф Глюкозо-6-ф Глюкоза
фосфоглюкомутаза фосфатаза
кровь

14. МЕХАНИЗМЫ ДЕВЕТВЛЕНИЯ
ГЛИКОГЕНА
 ДЕВЕТВЯЩИЕ ФЕРМЕНТЫ:
– -1,4 -1,4-глюкантрансфераза
(переносит трисахаридный фрагмент на
другую цепь в -1,4 положение)
– амило-1,6-глюкозидаза
(отщепляет от места ветвления остаток
глюкозы в -1,6 положении)

15. ГЛИКОГЕНОЗЫ
 Гликогеноз I типа (Болезнь Гирке)
– глюкозо-6-фосфатаза (низкая активность)
 Гликогеноз II типа (Болезнь Помпа)
– -1,4- и -1,6-глюкозидозы лизосом
 Гликогеноз III типа (Форбса-Кори)
– амило-1,6-гликозидаза отсутствует
 Гликогеноз IV типа (Андерсена)
– амило-1,4 1,6-трансглюкозидаза

16. Гликогеноз V типа (Мак-Ардла)
- отсутствует фосфорилаза в мышцах
 Гликогеноз VI типа (Болезнь Херса)
– отсутствует фосфорилаза в печени
 Гликогеноз VII типа (Томсона)
– недостаток фосфоглюкомутазы
 Гликогеноз VIII типа (Таруна)
– недостаток фосфофруктокиназы
 Гликогеноз IX типа (Болезнь Хага)
– недостаток киназы фосфорилазы

17. ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ (ГНГ)
 ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ - СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ ИЗ
НЕУГЛЕВОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
 СУБСТРАТЫ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА:
– пируват,
– лактат,
– глицерин,
– аминокислоты
 МЕСТО ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА:
– основное - печень,
– менее интенсивно - почки, слизистая кишечника

18. МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПУТИ
ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА
 МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПУТИ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА -
ЭТО МОДИФИКАЦИЯ ПУТЕЙ
ГЛИКОЛИЗА И ЦИКЛА КРЕБСА
 ПРОСТОЕ ОБРАЩЕНИЕ РЕАКЦИИ ГЛИКОЛИЗА
НЕВОЗМОЖНО. ЭТОМУ ПРЕПЯТСТВУЮТ
НЕОБРАТИМЫЕ РЕАКЦИИ ГЛИКОЛИЗА:
– пируваткиназная (фосфоенолпируват пируват)
– фосфофруктокиназная (фр-6-ф фр-1,6-диф)
– гексокиназная (глюкоза глюкозо-6-фосфат)

19. КЛЮЧЕВЫЕ ФЕРМЕНТЫ ГНГ
 НЕОБРАТИМЫЕ РЕАКЦИИ ГЛИКОЛИЗА
ПРЕОДОЛЕВАЮТСЯ С УЧАСТИЕМ
СПЕЦИФИЧЕСКИХ (КЛЮЧЕВЫХ) ФЕРМЕНТОВ:
1. ПИРУВАТКАРБОКСИЛАЗА
2. ФОСФОЕНОЛПИРУВАТКАРБОКСИКИНАЗА
3. ФРУКТОЗО-1,6-БИСФОСФАТАЗА
4. ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТАЗА

20. ХОД РЕАКЦИЙ
ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА
лактатдегидрогеназа
ПИРУВАТ ЛАКТАТ
+СО2 + АТФ + БИОТИН пируваткарбоксилаза
- СО2 + ГТФ ОКСАЛОАЦЕТАТ МАЛАТ
фосфоенолпируваткарбоксикиназа
ФОСФОЕНОЛПИРУВАТ
енолаза

21. ХОД РЕАКЦИЙ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА
(продолжение)
2-ФОСФОГЛИЦЕРАТ
фосфоглицеромутаза
3-ФОСФОГЛИЦЕРАТ
АТФ фосфоглицераткиназа
1,3-ДИФОСФОГЛИЦЕРАТ
НАДН ГлД-ф-дегидрогеназа
триозофосфатизомераза
ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-Ф ДИГИДРОКСИАЦЕТОНФОСФАТ
альдолаза

22. ХОД РЕАКЦИЙ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА
(продолжение)
ФРУКТОЗО-1,6-БИФОСФАТ
фруктозо-1,6-бисфосфотаза
ФРУКТОЗО-6-ФОСФАТ
гексозофосфатизомераза
ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТ
глюкозо-6-фосфатаза
ГЛЮКОЗА КРОВЬ

23. ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ
СУММАРНОЕ УРАВНЕНИЕ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА:
2ПИРУВАТ+ 4АТФ + 2ГТФ + 2НАДН + 4Н2О
ГЛЮКОЗА + 4АДФ + 2ГДФ + 6Н3РО4 + 2НАД

24. ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ из
АМИНОКИСЛОТ
 В РЕЗУЛЬТАТЕ ПЕРЕАМИНИРОВАНИЯ и
ТРАНСАМИНИРОВАНИЯ АМИНОКИСЛОТЫ
ПРЕВРАЩАЮТСЯ в ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ
ПРОДУКТЫ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА и
ЦИКЛА КРЕБСА:
 В ПИРУВАТ - триптофан, аланин, серин,
гидроксипролин, цистеин,
треонин, глицин
 В ГЛУТАМАТ -КЕТОГЛУТАРАТ- пролин,
аргинин, глутамин, гистидин

25. ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ из
АМИНОКИСЛОТ (продолжение)
 В СУКЦИНИЛ КоА - изолейцин, метионин,
валин
 В ФУМАРАТ - тирозин, фенилаланин
 В ОКСАЛОАЦЕТАТ - аспарагин

26. ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ ИЗ ГЛИЦЕРИНА
 ГЛИЦЕРИН:
1. Глицерин + АТФ глицерол-3-фосфат + АДФ
глицеролкиназа
2. Глицерол-3-фосфат дигидроксиацетонфосфат
глицерол-3-фосфатдегидрогеназа
3. Дигидроксиацетонфосфат ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-Ф
триозофосфатизомераза
4. ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-Ф ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ

27. ЛИТЕРАТУРА
 Биологическия химия: учебник для студентов медицинских
вузов/ Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин.- М.:Медицина, 2004.- 704с.
 Биологическия химия: учебник для студентов медицинских
вузов/ А.Я. Николаев.- М.:Мед.инф.агентство, 2007.- 568с.
 Биохимия [ Электронный ресурс]:учебное пособие/
А.Д.Дмитриев, Е.Амбросьева.- М.:Дашков и К, 2009.- 166с.
 Биологическая химия с упражнениями и задачами:
учебник/Ред. С.Е.Северин.- М.:ГЭОТАР-Медиа, 2013.- 624с.
 Биохимия: учебник для вузов/ ред. С.Е.Северин.- М.:ГЭОТАР-
Медиа, 2007.- 784с.