Intermediær metabolisme av karbohydrat inkluderer følgende reaksjoner
Den mellomliggende metabolisme av karbohydrat inkluderer følgende reaksjoner eller veier:
Mesteparten av energien som kreves for å utføre ulike aktiviteter ved levende celler, er avledet i karbohydratmetabolismen.
1. Glykogenese
2. Glykogenolyse
3. Glykolyse eller Embden-Meyerhof-banen
4. Pentose fosfat syklus
5. Glukoneogenese.
glykogenesen:
Omdannelsen av sukker til glykogen kalles glykogenese. Dette foregår i leveren celler ved en rekke kjemiske reaksjoner. Glukosen blir først fosforylert til glukose-6-fosfat (G6P) under påvirkning av et enzymheksokinase. Energien som kreves for denne prosessen leveres av ATP.
En gang blir det dannet glukose-6-fosfat, det kan håndteres av fire forskjellige enzymer, det vil si at det er fire veier til stoffskiftet.
(i) å fylle forsyningen av glukose i blodet,
(ii) å bygge opp glykogen som et lagerhus for glukose i blod og muskelceller,
(iii) å gi mellomprodukter for syntese av proteiner, fettstoffer og nukleinsyrer, og
(iv) å gi energi.
For oppbygging av leverglykogen blir glukose-6-fosfat (G6P) først omdannet til glukose-1-fosfat (G1P), og denne reaksjonen katalyseres av et enzym, fosfoglukomutase. Deretter omdanner enzymet fosforylase mange glukose-l-fosfatmolekyler til glykogen og fosforsyre. Disse reaksjonsseriene er vist nedenfor:
glykogenolyse:
Når blodsukkernivået senkes, omdannes glykogen til glukose. I denne prosessen reverseres reaksjonene av glykogenese. Glykogenet omdannes først, i nærvær av H3PO4 og fosforylase, til glukose-l-fosfat (GIP), som omgående omdannes til glukose-6-fosfat (G6P) ved fosfoglukomutase. Deretter hydrolyseres glukose-6-fosfat til glukose og fosforsyre ved leverfosfatasen.
glukoneogenesen:
Dannelsen av glukose eller glykogen fra ikke-karbohydratkilder kalles glukoneogenese. Ca 90% av prosessen skjer i leveren og de resterende i nyrene. De viktigste stoffene for glukoneogenese er glukogene aminosyrer, laktat og glyserol.
Langsiktig behov for glukose under sult er oppfylt ved å kalle på andre kilder som glukogene aminosyrer, inkludert alanin, cystein, glycin og serin. De nedbrytes ved transaminering til pyruvinsyre, som enten kan oksyderes gjennom Krebs syklus eller transformeres til lagret glykogen.
Imidlertid kan pyruvsyre og melkesyre dannet i muskelen og passert til leveren også fungere som kilden til karbohydrat. Prosessen med glukoneogenese avhenger av enzymet fruktose 1, 6 difosfat som er tilstede i leveren.
Pentosefosfatbane:
Det kalles også Hexose Monophosphate Shunt eller "Warburg-Dickens-Lipmann-banen". Denne vei er kjent som "hexose monophosphate shunt" fordi glukose-6-fosfat som metaboliseres hovedsakelig av glykolytisk vei, kan omdirigeres eller shuntes til andre metabolske reaksjoner.
I leveren kan denne vei utgjøre så mye som 60 prosent av total karbohydratoksidasjon. I denne bane metaboliseres glukose anaerobt i både plante- og dyrevev.
Vi kan oppsummere pentosefosfatveien som følger:
2 Glukose-6-fosfat + 12 NADP + 6H20 → 2 Glyceraldehyd-3 fosfater + 12 NADPH 2 + ATP + 6CO2. Denne vei er viktigere som en kilde til pentose sukker for nukleinsacia syntese. Produksjonen av NADPH i stien er også signifikant fordi den er nødvendig for syntese av fett, som forekommer hovedsakelig i leveren og fettvevet, som forårsaker reoxidering av NADPH til NADP. Dermed eksisterer en type synergistisk forhold hvor heksosmonofosfat-shuntveien gir NADPH for lipidsyntese, som igjen regenererer NADP + slik at shunt-banen kan fortsette.
Metabolisk vei av glukose:
Fordelingen av glukose i cellene, vist ved formelen:
C6H12O6 + 6O2, -> 6CO2 + 6H20 + Energi (668 kilokalorier / mol) foregår i to trinn: (a) i fravær av oksygen eller anaerob respiratorisk vei (kalt glykolyse i dyr og høyere planter og (b) aerob stadium eller Krebs syklus som krever oksygen.
A. Glykolyse:
Den cellulære sammenbrudd av glukose gjennom en serie glykolytiske enzymer til pyruvsyre gjennom flere reaksjoner kalles ofte Embden-Meyerhof-banen. Pyruvinsyre til melkesyre: Under normale omstendigheter vil pyruvat dannet ved den ovennevnte anaerobe åndedrettsprosessen i mange celler og vev bli ytterligere metabolisert ved hjelp av den aerobiske luftveiene til karbondioksid og vann.
Imidlertid, i fravær av molekylært oksygen, som i skjelettmuskulaturen, omdannes pyruvat til melkesyre ved en oksydasjonsreduksjon der NADH reduserer pyruvinsyre til melkesyre i nærvær av det spesifikke enzymet, melkesyre dehydrogenase.
Imidlertid omdannes pyruvat i mange mikroorganismer og planteceller (under betingelser med begrenset O 2- tilførsel til etylalkohol og CO 2 i stedet for melkesyre ved hjelp av de følgende to reaksjoner.
(a) Pyruvinsyre til acetaldehyd:
Denne reaksjonen, som katalyseres av enzymet karboksylase, er i det vesentlige en spaltning av et karbondioksyd (dekarboksylering) fra pyruvsyre for å danne acetaldehyd.
(b) acetaldehyd til etylalkohol:
Acetaldehyd reduseres deretter med NADH i nærvær av enzymetalkohol-dehydrogenasen til etylaklohol.
Således er de samlede resultatene av anaerob respirasjon i dyreceller som muskler når 0 er begrenset, splittelsen av glukose i to molekyler melkesyre med frigjøring av energi.
C6H12O6 -> 2CH3CHOHCOOH + Energi (36 kcal / mol)
(Glukose) (melkesyre)
I mikroorganismer og planteceller, under anaerobe forhold, metaboliseres glukose for å danne 2 mol etylalkohol og 2 molekyler CO 2 med frigjøring av energi.
C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi (50 Kcal / mol)
B. Aerobic Respiratory pathway:
Under aerobiske forhold i cellens respiratoriske metabolismer oksyderes pyruvinsyren gjennom en rekke enzymatiske reaksjoner for å gi energi, C02 og H7 0. Den metabolske vei som dette foregår er kjent som Krebs syklus eller tricarboxylsyre ( TCA) syklus eller sitronsyre syklusen.
Sammendrag av Krebs syklusreaksjon:
Pyruvinsyre + 4 NAD + FAD + → 3CO 2 + 4NADH 2 + FADH 2 + ATP (GTP)
ADP (GDP) + Pi + 2HZO
