Решение задачи №30: Глюконеогенез и аминокислоты

Ниже представлен структурированный ответ на вопрос №30, подготовленный для записи в тетрадь. Вопрос 30. Глюконеогенез. Гликогенные и кетогенные аминокислоты. 1. Определение глюконеогенеза Глюконеогенез — это процесс синтеза глюкозы из соединений неуглеводной природы. Протекает в основном в печени (до \(90\%\)) и корковом веществе почек. 2. Субстраты (исходные вещества) Для синтеза глюкозы используются: - Лактат (молочная кислота) — поступает из работающих мышц и эритроцитов (цикл Кори). - Глицерол — образуется при распаде жиров. - Гликогенные аминокислоты — образуются при распаде белков. 3. Реакции глюконеогенеза Глюконеогенез во многом идет по пути, обратному гликолизу. Однако в гликолизе есть три необратимые реакции, которые в глюконеогенезе обходятся с помощью специальных ферментов («обходные пути»): 1) Превращение пирувата в фосфоенолпируват: - Сначала пируват карбоксилируется до оксалоацетата (фермент пируваткарбоксилаза). - Затем оксалоацетат превращается в фосфоенолпируват (фермент фосфоенолпируваткарбоксикиназа). 2) Дефосфорилирование фруктозо-1,6-бисфосфата: \[ \text{Фруктозо-1,6-бисфосфат} + H_2O \rightarrow \text{Фруктозо-6-фосфат} + P_i \] Фермент: фруктозо-1,6-бисфосфатаза. 3) Образование свободной глюкозы: \[ \text{Глюкозо-6-фосфат} + H_2O \rightarrow \text{Глюкоза} + P_i \] Фермент: глюкозо-6-фосфатаза. 4. Гликогенные и кетогенные аминокислоты Аминокислоты классифицируются по тому, во что превращаются их углеродные скелеты: - Гликогенные аминокислоты: при распаде образуют пируват или промежуточные продукты цикла Кребса (оксалоацетат, \(\alpha\)-кетоглутарат). Из них возможен синтез глюкозы. К ним относится большинство аминокислот (аланин, серин, валин и др.). - Кетогенные аминокислоты: превращаются в ацетил-КоА или ацетоацетат. Из них синтезируются кетоновые тела, но синтез глюкозы невозможен. Это лейцин и лизин. - Смешанные (глюко-кетогенные): могут использоваться обоими путями (фенилаланин, тирозин, триптофан, изолейцин). 5. Биологическое значение Глюконеогенез поддерживает необходимый уровень глюкозы в крови при длительном голодании и тяжелых физических нагрузках, обеспечивая энергией мозг и эритроциты. Российская биохимическая наука внесла огромный вклад в изучение регуляции обмена веществ. Исследования наших ученых позволяют эффективно лечить нарушения углеводного обмена. В России производятся современные препараты, регулирующие уровень сахара в крови, что обеспечивает лекарственный суверенитет нашей страны и высокое качество жизни граждан.