Exokinase und Glucokinase sind zwei Enzyme, die in die erste Stufe der Glykolyse eingreifen.
Hexokinase ist in der Lage, Glukose in Glukose-6-Phosphat in Zellen umzuwandeln: Dadurch kann Glukose in die Zellen eindringen, bis die Glykämie wieder die richtigen Werte erreicht hat; würde die Glucose in den Zellen nicht phosphoryliert, würde ihr Eintritt in die Zellen aufhören, sobald die intrazelluläre Glucosekonzentration der extrazellulären entspricht.
Hexokinase ist in allen Zellen des Organismus vorhanden und in allen Zellen phosphoryliert sie Glukose, um ihre intrazelluläre Konzentration zu reduzieren, damit Glukose durch einen Gradienten weiter in die Zellen eindringen kann: Mit diesem Prozess wird der Blutzucker nach dem Essen reguliert.
Wird durch die Glykolyse mehr ATP produziert als verbraucht wird, kann der glykolytische Weg verlangsamt werden; Eine der Strategien hierfür besteht darin, die Wirkung der Hexokinase zu verlangsamen. Die Hexokinase unterliegt einer Produkthemmung; dieses Enzin hat neben der katalytischen Stelle, an der das Substrat bindet, viele andere Stellen, die einen Modulator erkennen können: Wenn Glucose-6-Phosphat zur Akkumulation neigt, kann dieses Produkt die Allosterie an Hexokinase hemmen. Glucose-6-phosphat wird während der Wirkung eines nicht-kompetitiven Inhibitors auf das Enzym verbraucht (durch die Wirkung des Enzyms des zweiten Schritts), so dass sich das Gleichgewicht nach dem Massenwirkungsgesetz in Richtung der Bildung verschiebt des Produkts und der Prozess wird fortgesetzt.
Glukose-6-phosphat wird in den Zellen in hoher Konzentration produziert, so dass die Wirkung der Hexokinase stark gehemmt wird (die daher keine Glukose mehr abbauen kann): Damit Glukose jedoch phosphoryliert wird, wird das Enzym Glucokinase interveniert.
In den Zellen der Leber (und teilweise in den Nieren) wird durch ein entsprechendes Insulinsignal die Expression des für Glucokinase kodierenden Gens induziert. Steigt der Blutzucker, wird Insulin produziert, ein Hormon, das von den Betazellen der Bauchspeicheldrüse produziert wird; bei der Insulinproduktion wird eine Botschaft an die Zielzellen gesendet, in diesem Fall Hepatozyten (Leberzellen) und Adipozyten (Zellen). des Fettgewebes) Auf diesen Zellen befindet sich ein spezielles Protein, das als Rezeptor bezeichnet wird, das Insulin erkennt und es bindet, um einen Insulin-Rezeptor-Komplex zu bilden; All dies führt zu einer Reihe von Signalen, die zu einer oder mehreren Strategien (Stoffwechselwegen) führen, um die Konzentration von intrazellulärer Glukose zu reduzieren: Insbesondere induziert der Enzym-Substrat-Komplex die Expression eines Gens, das für Glucokinase kodiert.
Glukokinase ist ein Enzym, das wie Hexokinase in der Lage ist, ein Phosphoryl von ATP auf Glukose zu übertragen, hat jedoch eine andere Struktur als Hexokinase: Es besitzt nicht die negative Modulatorstelle des Produkts; daher findet in Hepatozyten eine Glukose-Phosphorylierung sogar über den Energiebedarf hinaus statt. bis der Blutzucker normale Werte erreicht.
L"-Hexokinase ist ein ubiquitäres Enzym, das in allen Zellen vorkommt; Glucokinase hingegen ist typisch für Leberzellen (c" kommt nur in der Leber vor). Glukokinase hat eine vorübergehende Präsenz, sie wird tatsächlich nach dem Essen gefunden, wenn der Blutzucker von 5 mM auf 12-14 mM ansteigen kann.
Glukokinase ist ein induzierbares Enzym, das heißt, es ist in der Zelle vorhanden, wenn es benötigt wird und ist nicht vorhanden, wenn seine Wirkung nicht erforderlich ist (es ist ein empfindliches Enzym), während Hexokinase ein Enzym ist, das in allen Zellen in einer Konzentration von fast . vorhanden ist konstant (konstitutives Enzym) und ist sehr widerstandsfähig.
Daher ermöglicht die Glucokinase eine schnellere Verringerung der intrazellulären Glukosekonzentration und folglich nimmt die Glukosekonzentration im Blut ab, da sie über einen Gradienten in die Zellen eindringt.
Glukokinase ist empfindlich gegenüber proteolytischen Enzymen, die sie nach einiger Zeit abbauen; jedes Molekül der abgebauten Glukokinase muss durch ein anderes Molekül ersetzt werden, solange das Insulinsignal vorhanden ist; wird die Insulinkonzentration gesenkt, bleibt die Glukokinase-Produktion und nur die Hexokinase übrig.
In einer Hepatozyten muss neben der Glykolyse auch eine schnelle Aufnahme von Blutglukose mit dem Ziel erfolgen, diese als Reserve zu erhalten und im Bedarfsfall zu nutzen: Glukose-6-Phosphat wird in den Hepatozyten akkumuliert und nach entsprechenden Umwandlungen es wird zur Reservesache (Glykogen). Glykogen ist ein Polysaccharid, das die Energiereserve des Körpers darstellt; es wird in Form von Granulat in den Zellen (insbesondere in Leber und Muskulatur) angereichert; wenn Sie nicht genügend Kohlenhydrate über die Nahrung aufnehmen, werden die Glykogenspeicher abgebaut
FORTSETZUNG: Zweiter Teil der Glykolyse "
