ग्लूकोनोजेनेसिस चरण (प्रतिक्रियाएं) और विनियमन



ग्लुकोनियोजेनेसिस यह एक चयापचय प्रक्रिया है जो पौधों, जानवरों और विभिन्न प्रकार के सूक्ष्मजीवों सहित लगभग सभी जीवित प्राणियों में होती है। इसमें कार्बन युक्त यौगिकों से ग्लूकोज के संश्लेषण या गठन होते हैं जो कार्बोहाइड्रेट नहीं होते हैं, जैसे कि अमीनो एसिड, ग्लाइकोजेन, ग्लिसरॉल और लैक्टेट।.

यह एनाबॉलिक प्रकार के कार्बोहाइड्रेट के चयापचय के तरीकों में से एक है। मनुष्यों और जानवरों के गुर्दे के कोर्टेक्स में मुख्य रूप से जिगर में मौजूद ग्लूकोज अणुओं का संश्लेषण या निर्माण करता है।.

यह उपचय प्रक्रिया ग्लूकोज कैटोबोलिक मार्ग के उलटा अर्थ के बाद होती है, ग्लाइकोलाइसिस के अपरिवर्तनीय बिंदुओं में विभिन्न विशिष्ट एंजाइम होते हैं।.

हाइपोग्लाइसीमिया के मामलों में रक्त और ऊतकों में ग्लूकोज का स्तर बढ़ाने के लिए ग्लूकोनोजेनेसिस महत्वपूर्ण है। यह लंबे समय तक उपवास या अन्य स्थितियों में कार्बोहाइड्रेट की एकाग्रता में कमी को कम करता है.

सूची

  • 1 लक्षण
    • 1.1 यह एक उपचय प्रक्रिया है
    • 1.2 ग्लूकोज की आपूर्ति प्रदान करें
  • ग्लूकोनेोजेनेसिस के 2 चरण (प्रतिक्रियाएं)
    • २.१ सिंथेटिक मार्ग
    • 2.2 एंजाइम की कार्रवाई फॉस्फोनोलिफ्रुवेट कार्बोक्जिनेस
    • 2.3 एंजाइम फ्रुक्टोज-1,6-बिसफ़ॉस्फ़ेटेज़ की कार्रवाई
    • 2.4 ग्लूकोज -6-फॉस्फेट एंजाइम की क्रिया
  • 3 ग्लूकोनोजेनिक प्रीसुरर्स
    • 3.1 लैक्टेट
    • 3.2 पाइरूवेट
    • 3.3 ग्लिसरॉल और अन्य
  • 4 ग्लूकोनोजेनेसिस का विनियमन
  • 5 संदर्भ

सुविधाओं

यह एक एनाबॉलिक प्रक्रिया है

ग्लूकोजोजेनेसिस कार्बोहाइड्रेट चयापचय की उपचय प्रक्रियाओं में से एक है। अपने तंत्र के माध्यम से, ग्लूकोज को छोटे अणुओं द्वारा गठित पूर्वजों या सब्सट्रेट्स से संश्लेषित किया जाता है.

ग्लूकोज एक प्रोटीन प्रकृति के सरल बायोमोलेक्यूल्स से उत्पन्न हो सकता है, जैसे कि ग्लूकोजिन अमीनो एसिड और ग्लिसरॉल, वसा ऊतक में ट्राइग्लिसराइड्स के लिपोलिसिस से आने वाला दूसरा.

लैक्टेट सब्सट्रेट के रूप में भी काम करता है और, कुछ हद तक, विषम श्रृंखला फैटी एसिड.

ग्लूकोज की आपूर्ति प्रदान करें

जीवित प्राणियों के लिए और विशेष रूप से मानव शरीर के लिए ग्लूकोनोजेनेसिस का बहुत महत्व है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह विशेष मामलों में ग्लूकोज की उच्च मांग के लिए कार्य करता है, जिसके लिए मस्तिष्क की आवश्यकता होती है (प्रति दिन 120 ग्राम, लगभग).

ग्लूकोज की मांग शरीर के किन अंगों से होती है? तंत्रिका तंत्र, वृक्क मज्जा, अन्य ऊतकों और कोशिकाओं में, जैसे कि लाल रक्त कोशिकाएं, जो ऊर्जा और कार्बन के एकमात्र या मुख्य स्रोत के रूप में ग्लूकोज का उपयोग करती हैं।.

यकृत और मांसपेशियों में संग्रहीत ग्लाइकोजन जैसे ग्लूकोज स्टोर मुश्किल से एक दिन के लिए होते हैं। यह आहार या गहन अभ्यास पर विचार किए बिना। इस कारण से, ग्लूकोनोजेनेसिस के माध्यम से, शरीर को अन्य गैर-कार्बोहाइड्रेट अग्रदूतों या पदार्थों से बने ग्लूकोज के साथ आपूर्ति की जाती है.

इसी तरह, यह मार्ग ग्लूकोज के होमियोस्टैसिस में हस्तक्षेप करता है। इस मार्ग द्वारा निर्मित ग्लूकोज, ऊर्जा का एक स्रोत होने के अलावा, अन्य उपचय प्रतिक्रियाओं का सब्सट्रेट है.

इसका एक उदाहरण बायोमोलेक्यूल्स के जैवसंश्लेषण का मामला है। उनमें ग्लूकोकोन्यूजेट्स, ग्लाइकोलिपिड्स, ग्लाइकोप्रोटीन और एमिनोअजुसेरेस और अन्य हेटरोपॉलीसाइड्स.

ग्लूकोनोजेनेसिस के चरण (प्रतिक्रियाएं)

सिंथेटिक मार्ग

ग्लूकोनेोजेनेसिस कोशिकाओं के साइटोसोल या साइटोप्लाज्म में किया जाता है, मुख्यतः यकृत के और कुछ हद तक वृक्क प्रांतस्था की कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में।.

इसका सिंथेटिक मार्ग ग्लाइकोलिसिस (ग्लूकोज कैटोबोलिक मार्ग) की प्रतिक्रियाओं का एक बड़ा हिस्सा है, लेकिन विपरीत दिशा में.

हालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ग्लाइकोलिसिस की 3 प्रतिक्रियाएं जो थर्मोडायनामिक रूप से अपरिवर्तनीय हैं, ग्लाइकोनोजेनेसिस में होंगी जो ग्लाइकोलिसिस में शामिल लोगों से अलग विशिष्ट एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होती हैं, जो विपरीत दिशा में होने वाली प्रतिक्रियाओं के लिए संभव बनाता है।.

वे विशेष रूप से उन ग्लाइकोलाइटिक प्रतिक्रियाएं हैं जो एंजाइम हेक्सोकाइनेज या ग्लूकोकिनेस, फॉस्फोफ्रोस्टोकिनेज़ और पाइरूवेट किनसे द्वारा उत्प्रेरित हैं.

विशिष्ट एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित ग्लूकोनियोजेनेसिस के महत्वपूर्ण चरणों की समीक्षा करते हुए, फॉस्फोनेओलीफ्रुवेट के लिए पाइरूवेट के रूपांतरण के लिए प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला की आवश्यकता होती है.

पहला माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में पाइरूवेट से ऑक्सालोसेटेट के रूपांतरण के साथ होता है, जो पायरुवेट कार्बोक्सिलेज द्वारा उत्प्रेरित होता है.

बदले में, भाग लेने के लिए ऑक्सालोसेटेट के लिए, इसे माइटोकॉन्ड्रियल मैलेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा मैलेट में परिवर्तित किया जाना चाहिए। इस एंजाइम को माइटोकॉन्ड्रिया द्वारा साइटोसोल में ले जाया जाता है, जहां यह फिर से सेल साइटोप्लाज्म में पाए जाने वाले मैलेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा ऑक्सीलोसेटेट में बदल जाता है।.

एंजाइम की कार्रवाई फॉस्फोनोलिफ्रुवेट कार्बोक्जिनेस

एंजाइम फॉस्फेनोलेफ्रुवेट कार्बोक्जिनेस (PEPCK) की क्रिया के माध्यम से ऑक्सालोसेटेट को फॉस्फेनोलेफ्रुवेट में बदल दिया जाता है। संबंधित प्रतिक्रियाओं का सारांश नीचे दिया गया है:

प्य्रुवेट + सीओ2 + एच2ओ + एटीपी => ऑक्सीलोसेटेट + एडीपी + पीमैं + 2H+

ऑक्सालोसेटेट + जीटीपी <=> फोसोफेनोलपिरुवाटो + सीओ2 + सकल घरेलू उत्पाद

ये सभी घटनाएं पाइरूवेट किनेज के हस्तक्षेप के बिना पाइरोवेट का फॉस्फेनोलेफ्रुवेट में परिवर्तन संभव बनाती हैं, जो ग्लाइकोलाइटिक मार्ग के लिए विशिष्ट है.

हालांकि, फॉस्फोनिओलफ्रूवेट ग्लाइकोलाइटिक एंजाइमों की कार्रवाई से फ्रुक्टोज-1,6-बिस्फॉस्फेट में बदल जाता है जो इन प्रतिक्रियाओं को एक प्रतिवर्ती तरीके से उत्प्रेरित करता है।.

एंजाइम फ्रुक्टोज-1,6-बिसफ़ॉस्फ़ेटेज़ की कार्रवाई

अगली प्रतिक्रिया जो ग्लाइकोलाइटिक मार्ग में फॉस्फोफ्रक्टोकिनेस की कार्रवाई को प्रतिस्थापित करती है, वह है जो फ्रक्टोज-1,6-बिस्फोस्फेट को फ्रुक्टोज -6-फॉस्फेट में बदल देती है। एंजाइम फ्रुक्टोज-1,6-बिसफ़ॉस्फ़ेटेज़ ग्लूकोनोजेनिक मार्ग में इस प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, जो हाइड्रोलाइटिक है और नीचे संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है:

फ्रुक्टोज-1,6-बिसफ़ॉस्फ़ेट + एच2हे => फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट + पीमैं

यह ग्लूकोनियोजेनेसिस के विनियमन बिंदुओं में से एक है, क्योंकि इस एंजाइम को Mg की आवश्यकता होती है2+ आपकी गतिविधि के लिए। फ्रुक्टोज़-6-फॉस्फेट एक आइसोमेराइजेशन प्रतिक्रिया से गुजरता है जो एंजाइम फॉस्फोग्लुकियोसोमरेज़ द्वारा उत्प्रेरित होता है जो इसे ग्लूकोज -6-फॉस्फेट में बदल देता है।.

ग्लूकोज-6-फॉस्फेट एंजाइम की कार्रवाई

अंत में, इन प्रतिक्रियाओं में से तीसरा ग्लूकोज में ग्लूकोज -6-फॉस्फेट का रूपांतरण है.

यह ग्लूकोज-6-फॉस्फेट की कार्रवाई के माध्यम से आगे बढ़ता है जो एक हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है और जो ग्लाइकोलाइटिक मार्ग में हेक्सोकिनेस या ग्लूकोकाइनेज की अपरिवर्तनीय कार्रवाई की जगह लेता है.

ग्लूकोज-6-फॉस्फेट + एच2हे => ग्लूकोज + पीमैं

यह एंजाइम ग्लूकोज-6-फॉस्फेट यकृत कोशिकाओं के एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से जुड़ा होता है। इसे Mg cofactor की भी आवश्यकता होती है2+ इसके उत्प्रेरक कार्य का अभ्यास करना.

इसका स्थान अन्य अंगों की जरूरतों को पूरा करने के लिए ग्लूकोज सिंथेसाइज़र के रूप में यकृत के कार्य की गारंटी देता है.

ग्लूकोनोजेनिक अग्रदूत

जब शरीर में पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं होता है, जैसा कि लंबे समय तक व्यायाम के मामले में मांसपेशियों और एरिथ्रोसाइट्स में हो सकता है, ग्लूकोज का किण्वन होता है; यही है, ग्लूकोज पूरी तरह से अवायवीय परिस्थितियों में ऑक्सीकरण नहीं किया जाता है और इसलिए, लैक्टेट का उत्पादन होता है.

यह वही उत्पाद रक्त में और वहां से यकृत में जा सकता है। वहां, यह ग्लूकोनोजेनिक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करेगा, क्योंकि कोरी चक्र में प्रवेश करने पर लैक्टेट पाइरूवेट में बदल जाएगा। यह परिवर्तन एंजाइम लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज की कार्रवाई के कारण है.

लैक्टेट

लैक्टेट मानव शरीर का एक महत्वपूर्ण ग्लुकोनोजेनिक सब्सट्रेट है और एक बार ग्लाइकोजन के भंडार में कमी आने के बाद, ग्लूकोज में लैक्टेट का रूपांतरण मांसपेशियों और यकृत में ग्लाइकोजन के स्टोर को फिर से भरने में मदद करता है।.

पाइरूवेट

दूसरी ओर, प्रतिक्रियाओं के माध्यम से जो तथाकथित ग्लूकोज-ऐलेनिन चक्र बनाते हैं, पाइरूवेट का संक्रमण होता है.

यह अतिरिक्त यकृत ऊतकों में पाया जाता है, जिससे पाइरूवेट को ऐलेनिन में बदल दिया जाता है, जो महत्वपूर्ण ग्लुकोनोजेनिक सब्सट्रेट में से एक है.

लंबे समय तक उपवास या अन्य चयापचय परिवर्तनों की चरम स्थितियों में, प्रोटीन का अपचय एक अंतिम विकल्प के रूप में ग्लूकोजिन अमीनो एसिड का एक स्रोत होगा। ये क्रेब्स चक्र के मध्यस्थ बनेंगे और ऑक्सालोसेटेट उत्पन्न करेंगे.

ग्लिसरॉल और अन्य

ग्लिसरॉल लिपिड चयापचय से उत्पन्न होने वाले एकमात्र ग्लूकोनोजेनिक सब्सट्रेट है.

इसे ट्राईसिलिग्लिसराइड्स के हाइड्रोलिसिस के दौरान जारी किया जाता है, जो वसा ऊतक में जमा होता है। ये फास्फोरिलीकरण और डिहाइड्रोजिनेशन की लगातार प्रतिक्रियाओं से डाइहाइड्रॉक्सीसिटोन फॉस्फेट में बदल जाते हैं, जो ग्लूकोज बनाने के लिए ग्लूकोनोजेनिक मार्ग का अनुसरण करते हैं.

दूसरी ओर, कुछ विषम श्रृंखला फैटी एसिड ग्लूकोनोजेनिक हैं.

ग्लूकोनेोजेनेसिस का विनियमन

ग्लूकोजोजेनेसिस के पहले नियंत्रण में कार्बोहाइड्रेट की कम सामग्री वाले खाद्य पदार्थों का सेवन किया जाता है, जिससे रक्त में ग्लूकोज का स्तर सामान्य हो जाता है।.

इसके विपरीत, यदि कार्बोहाइड्रेट का सेवन कम है, तो जीव के ग्लूकोज आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए ग्लूकोनेोजेनेसिस का मार्ग महत्वपूर्ण होगा।.

ग्लाइकोलाइसिस और ग्लूकोनोजेनेसिस के बीच पारस्परिक विनियमन में शामिल अन्य कारक हैं: एटीपी स्तर। जब वे उच्च होते हैं, तो ग्लाइकोलाइसिस को रोक दिया जाता है, जबकि ग्लूकोनोजेनेसिस सक्रिय होता है.

विपरीत एएमपी स्तरों के साथ होता है: यदि वे उच्च होते हैं, तो ग्लाइकोलाइसिस सक्रिय होता है, लेकिन ग्लूकोनियोजेनेसिस बाधित होता है.

ग्लूकोनोजेनेसिस में विशिष्ट एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं में कुछ नियंत्रण बिंदु होते हैं। क्या? एमजी जैसे एंजाइमेटिक सब्सट्रेट और कॉफ़ैक्टर्स की एकाग्रता2+, और फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज जैसे सक्रियकर्ताओं का अस्तित्व.

फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज एएमपी द्वारा सक्रिय होता है और अग्नाशयी हार्मोन इंसुलिन, ग्लूकागन और यहां तक ​​कि कुछ ग्लूकोकार्टोइकोड्स के प्रभाव में होता है।.

संदर्भ

  1. मैथ्यूज, होल्डे और अहर्न। (2002)। बायोकेमिस्ट्री (तीसरा संस्करण)। मैड्रिड: PEARSON
  2. विकिबुक्स। (2018)। जैव रसायन / ग्लूकोनेोजेनेसिस और ग्लाइकोजेनेसिस के सिद्धांत। से लिया गया: en.wikibooks.org
  3. शशिकांत रे। (दिसंबर 2017)। ग्लूकोनियोजेनेसिस विनियमन, माप और विकार। से लिया गया: researchgate.net
  4. ग्लुकोनियोजेनेसिस। [PDF]। से लिया गया: imed.stanford.edu
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