Biochemia żywności- wd.4 - 26.10.2009.docx

(73 KB) Pobierz

Biochemia żywności – wd. 4 – 26.10.2009r

GLUKOZA

GLIKOLIZA

GLUKONEOGENEZA

Pirogronian

Mleczan

Alanina

Acetyl-CoA

Szczawiooctan

Synteza KT

Cykl Krebsa

Ketogeneza

W obecności inuliny w wątrobie glukoza indukuje ekspresję genów:

· Transporterów glukozy

· Kluczowych enzymów w glikolizy, np. Kinazy pirogronianowej

· Kluczowych enzymów syntezy kwasów tłuszczowych, np. Karboksylazy acetylo-CoA i syntazy KT

I hamuje ekspresję genów enzymów glukoneogenezy – np. Karboksykinazy fosfoenolopirogroninanowej

Na diecie beztłuszczowej lub niskotłuszczowej – wysokowęglowodanowej:

· indukcja ekspresji genów i wysoka aktywność enzymów glikolizy i syntezy KT,

· Zahamowana synteza enzymy glukoneogenezy.

Przypuszczalnie metabolity glukozy pośredniczące w jej wpływie na ekspresję genów powstają pod wpływem glukokinazy lub heksokinazy oraz w cyklu pentozo fosforanowym:

· Glukozo – 6 – fosforan

· Ksylulozo – 5 – fosforan

Odcinek DNA w promotorach genów odpowiadający na glukozę:

Glucose – insulin response element – GIRE lub carbohydrate response element – ChoRE

· Białka wiążące odpowiadające za glukozę - GIREBP i ChREBP,

· Inne czynniki transkrypcyjne podlegające działaniu glukozy 0- Sp, Pdx

Mechanizm regulacji ekspresji genów przez glukozę i cAMP w hepatocytach:

· cAMP i AMPK uaktywniają kinazę fosforylujacą CHERBP,

· CHERBP ufosforylowany – nieaktywny znajduje się w cytosolu,

· Uaktywnienie fosfatazy przez ksylulozo–5–fosforan i defosforylacja CHERBP w miejscu P1 umożliwiająca jego przemieszczenie się do jądra

· W jądrze glukoza uaktywnia następująca fosfatazę, która defosforyluje miejsce P3 uniemożliwiając wiązanie CHERBP z CHRE w promotorze docelowego genu i indukuje transkrypcję.

Mechanizm wpływu glukozy na ekspresję genu insuliny.

· Czynnik PDX 1 bierze udział w indukcji ekspresji genu insuliny,

· Wzrost stężenia wewnątrz komórki beta powoduje fosforylację PDX i przemieszczenie z cytoplazmy do jądra,

· Podobnie działają inne składniki pokarmowe stymulujące wydzielanie insuliny (fruktoza, ksylitom, pirogronian)

· Mutacje PDX 1 są przyczyną cukrzycy wieku młodzieńczego, a także przyczyniają się do rozwoju cukrzycy typu II – fenotyp zależy od rodzaju mutacji

· Transdukcja hepatocytów adenowirusem z wektorem PDX 1 reaktywuje uśpiony gen insuliny.

· Glukoza zwiększa wiązanie rodziny czynników transkrypcyjnych SP do promotora syntazy KT, leptyny i liazy cytrynianowej,

· Czynniki SP są regulowane bezpośrednio przez glukozę - ulegają glikozylacji,

· Glikozylizacja chroni białka SP przed degradacją – w niedożywieniu niedostatecznie związanie z glukoza powoduje, ze są degradowane.

Mechanizmy indukcji genów przez węglowodany – podsumowanie:

Uaktywnieniu czynników transkrypcyjnych przez:

Defosoforylację (CHERBP) lub fosforylację (PDX)
Bezpośrednią glikozydację

Kinaza aktywowana prze AMP (AMPK) – jej aktywność wzrasta wraz z poziomem AMP, czyli obniżeniem poziomu ATP.

AMPK działa jak „key metabolic master switch” fosforyzując białka zaangażowane w odpowiedz metabolizmu na zmiany w ładunku energetycznym komórek.

AMPK – enzym aktywny w nieżywieniu komórki, hamowany przez zapasy energii i substratów energetycznych.

· Negatywnym regulatorem allosterycznym AMPK jest fosfokreatyna,

· AMPK ma domenę wiążącą glikogen – wysoki poziom glikogenu w mięśniach obniża aktywność AMPK

· AMPK jest aktywowana przez fosforylację i AMP,

· AMP jest regulatorem allosterycznym AMPK, a także zabezpiecza AMPK przed de fosforylacją bardzo duża czułość aktywności AMPK na działające AMP – mała zmiana w stężeniu AMP w znacznym stopniu zwiększa aktywność AMPK.

AMPK hamuje procesy zużywające energię, pobudza dostarczanie energii.

Kinaza aktywowana przez AMP (AMPK)