Файл: Обмен углеводов.pdf

Обмен углеводов
и его регуляция
Кафедра биологической химии
ФБГОУ ВО ПСПбГМУ
им. акад. И.П. Павлова доцент Борисов Юрий Анатольевич

Функции углеводов
• Энергетическая
• Структурная
• Регуляторная (пример: ФСГ, ЛГ, ТТГ, рецепторные белки)
• Антигенная (группы крови, резус-фактор, подробнее: «Биохимия для медиков», стр.
69)
• Защитная (пример: полисахарид гепарин)

Роль целлюлозы в пищеварении
1. Стимулирует перистальтику желудочно- кишечного тракта,
раздражая механорецепторы кишечной стенки
2. Способствует формированию каловых масс
3. Сорбирует на себе токсические вещества,
поступающие с пищей или образующиеся под действием ферментов микрофлоры кишечника.

Ферментативный
комплекс
Особенности строения
Субстраты
Катализируемые реакции (схемы)
Сахарозно- изомальтазный комплекс
Гликопротеин (200 кДа).
Состоит из двух субъединиц. В мембрану встроен гидрофобный домен изомальтазной субъединицы.
Сахароза, изомальтоза, мальтоза
Сахароза + H
2
O → глюкоза + фруктоза
(Изо)мальтоза+ H
2
O → 2 (глюкоза)
Лактазно- гидролазный комплекс
Интегральный мономерный гликопротеин
(220-240 кДа,) содержит
2 активных центра.
Лактоза
Церамид
Лактоза + H
2
O → глюкоза + галактоза
Гликозил-N-ацилсфингозин + Н
2
О → углевод + N-ацилсфингозин
Глюкоамилазно- мальтазный комплекс
Якорный гликопротеин
(200-210 кДа), содержит
2 каталитических домена для мальтозы и декстринов
Декстрины
(5-10 остатков глюкозы), мальтоза
Декстрин
(n)
+ H
2
O → глюкоза + декстрин
(n-1)
Мальтоза + H
2
O → 2 (глюкоза)

Гексокиназная реакция и ее биологическое значение
•Активация молекулы глюкозы
, повышение ее способности вступать в дальнейшие
превращения.
•Реакция необратима, и образующийся глюкозо-6-фосфат – это ион, и не может выйти
обратно в кровь. Таким образом, гексокиназная реакция выполняет
«запирающую»
функцию
, что предотвращает потери глюкозы клеткой.
•Гексокиназа – это ключевой фермент для всех путей метаболизма глюкозы
в клетке.
Гексокиназа обладает самой низкой Vmax из всех ферментов углеводного обмена и, с
другой стороны – очень низкой Km (0,01 ммоль глюкозы). Поэтому гексокиназа почти
всегда работает с максимальной скоростью – и в период голодания, и «на высоте
пищеварения». ГК сильно
угнетается избытком своего продукта – глюкозо-6-фосфата
.

Аэробный распад углеводов
(
Г
ексозо
Б
ис
Ф
осфатный путь распада углеводов (ГБФ-путь))

6-я реакция придает первому этапу
ГБФ-пути зависимость от кислорода
• Малат-аспартатный челночный механизм

Структурные полисахариды:
строение и биосинтез

Гормоны, влияющие на обмен углеводов
• Прямого действия –
непосредственно влияют на ферменты углеводного обмена: глюкагон, адреналин, глюкокортикостероиды, инсулин
• Косвенного
(опосредованного действия) - контролируют выработку гормонов прямого действия или оказывают влияние на неуглеводные пути метаболизма, косвенно приводя к изменениям углеводного обмена: тироксин, ТТГ, СТГ, АКТГ

Гормоны, влияющие на обмен углеводов
• Понижающие концентрацию глюкозы в крови:
только ИНСУЛИН
• Повышающие концентрацию глюкозы в крови: все остальные

ИНСУЛИН
↑ проницаемость клеточных мембран для глюкозы в инсулинзависимых тканях (GLUT-4)
↓
синтез и секрецию глюкагона
↑ синтез на генетическом уровне:
гликогенсинтазы, гексокиназы печени, фосфофруктониказы, фосфоенолпируваткиназы
↓ синтез на генетическом уровне:
глюкозо-6-фосфатазы, фруктозо-1,6-бисфосфатазы, пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируваткарбоксикиназы

АДРЕНАЛИН
и ГЛЮКАГОН
• ↑ распад гликогена
• ↓ синтез гликогена
• ↑ синтез ферментов глюконеогенеза
• ↓ синтез фосфоенолпируваткиназы

ГЛЮКОКОРТИКОСТЕРОИДЫ
• ↑ синтез ферментов глюконеогенеза
• ↑ синтез ферментов катаболизма аминокислот
• ↓ гексокиназу
• ↑ глюкозо-6-фосфатазу