В последующей реакции, катализируемой ферментом фосфоенолпируваткарбоксикиназой, из оксалоацетата образуется фосфоенолпируват. Реакция Mg2-зависимая и донором фосфата служит GTP
После образования фосфоенолпирувата процесс глюконеогенеза идет по обратимым реакциям гликолиза, вплоть до синтеза фруктозо-1,6-бисфосфата. Превращение фруктозо-1,6-бисфосфата во фруктозо-6-фосфат – необратимая реакция глюконеогенеза, а потому отщепление фосфатной группы катализируется фруктозо-1,6-фосфатазой:
Данная реакция протекает без участия АТР и АDP.
Образовавшийся фруктозо-6-фосфат фосфоглюкоизомеразой переводится в глюкозо-6-фосфат, который под действием глюкозо-6-фосфатазы (в процессе гликолиза этот фермент не участвует, и это еще одна необатимая реакция глюконеогенеза) теряет фосфатную группу и превращается в свободную глюкозу. После чего глюкоза транспортитуется в кровь.
Суммарный результат глюконеогенеза из пирувата выражается следующим уравнением:
2 пируват + 4АТР + 2GTP + 2NADH +2H+ + 4Н2О → Глюкоза + 4ADP + 2GDP + 6Н3РО4 + 2NAD+
Регуляторным ферментом в глюконеогенезе является пируваткарбоксилаза, которая активируется ацетил-CоА тогда, когда в митохондриях накапливается больше данного субстрата, чем требуется для протекания цикла трикарбоновых кислот.
Одновременно ацетил-СоА ингибирует пируватдегидрогеназный комплекс, что приводит к замедлению окисления пирувата и способствует вовлечению его в глюконеогенез.
Немаловажную роль в регуляции глюконеогенеза играет фруктозо-1,6-бисфосфатаза, ингибируемая АМР. При высоком соотношении АТР/АМР активируется глюконеогенез и ингибируется гликолиз, т. к. АТР является ингибитором лимитирующего фермента гликолиза – фосфофруктокиназы.
В последнее время установлено, что наиболее мощным аллостеричеким регулятором является фруктозо-2,6-бисфосфат. Это бисфосфорное производное фруктозы ингибирует фруктозо-1,6-бисфосфатазу и активирует фосфофруктокиназу.
Синтез глюкозы из лактата и преврашение его в пируват есть способ утилизации лактата, который накапливается в интенсивно сокращающихся мышцах или клетках с преобладанием анаэробного катаболизма глюкозы.
Лактат из мышц поступает в кровь, затем – в печень. В печени соотношение NADH/NAD+ ниже, чем в работающей мышце, поэтому лактатдегидрогеназа работает в направлении образования пирувата, включающегося в глюконеогенез. Образовавшаяся глюкоза из печени поступает в кровь и затем в мышцу.
Вышеизложенная последовательность событий называется «глюкозо-лактатным циклом», или «циклом Кори», выполняющим функции утилизации лактата и предотвращения лактоацидозов
Рис. 20.2. Цикл Кори (глюкоза-лактатный цикл): 1 ‒ поступление лактата из сокращающейся мышцы с током крови в печень; 2 – синтез глюкозы из лактата в печени; 3 – поступление глюкозы из печени с током крови в работающую мышцу; 4 – использование глюкозы как энергетического субстрата сокращающейся мышцей и образование лактата
Термин «лактоацидоз» обозначает увеличение кислотности среды организма до значений, выходящих за пределы нормы. При ацидозе либо увеличивается продукция протонов или происходит снижение их экскреции. А в некоторых случаях и то и другое.
ЛЕКЦИЯ 21