Hvilke virkninger kan inhibere glycolyse?

Glykolyse er en proces, hvor glucose omdannes til pyruvat eller lactat, afhængigt af om det forekommer under aerobe eller anaerobe forhold. Reguleringen af ​​denne vej forekommer på tre centrale punkter, hvor de involverede enzymreaktioner er irreversible. Disse tre enzymer er hexokinase, phosphofructokinase og pyruvatkinase. Inhibering af glycolyse er en mekanisme til at spare energi ved at forhindre nedbrydning af adenosintrifosfat.

Buildup af glucose-6-phosphat

Hexokinase enzym katalyserer det første trin af glycolyse, hvor glucose bliver omdannet ind i glucose-6-phosphat. Høje koncentrationer af dette produkt hæmmer enzymets aktivitet. Når det akkumuleres, konkurrerer glucose-6-phosphatet med substratglucose for at binde på enzymets aktive site såvel som et andet allosterisk sted. Denne binding hæmmer virkningen af ​​hexokinase.

Virkning af glukokinase Regulatory Protein

I leveren sker omdannelsen af ​​glucose til glucose-6-phosphat ved virkning af en hexokinase-variant kaldet glucokinase. I modsætning til hexokinase påvirkes glucokinase ikke af koncentrationer af glucose-6-phosphat og bliver derfor ikke hæmmet af det. Virkningen af ​​glucokinase moduleres ved tilstedeværelsen af ​​et protein kaldet glucokinase regulatorisk protein (GKRP). Bindingen af ​​GKRP til glucokinase enzym hæmmer glykolyse i leveren.

Akkumulering af ATP

I glycolysecyklussen er reaktionen katalyseret af phosphofructokinase det hastighedsbegrænsende trin. Dette enzym katalyserer phosphoryleringen af ​​fructose-6-phosphat ved ATP til fremstilling af fructose-1,6-biphosphat. Under betingelser, hvor der er en høj koncentration af ATP, er der ingen yderligere krav til glycolyse. Denne ATP binder på et allosterisk sted på phosphofructokinase-enzymet og forårsager en ændring i dens konformation. Denne konformationelle ændring forhindrer bindingen af ​​substratet fructose-6-phosphat og hæmmer således enzymets aktivitet, der igen hæmmer glykolyse.

Inhibering af pyruvatkinase

Pyruvatkinaseenzym er den tredje sted for regulering af glycolyse. Aktiviteten af ​​dette enzym hæmmes ved tilstedeværelse af høje koncentrationer af ATP. Tilstedeværelsen af ​​alanin, der er biosyntetiseret fra pyruvat, virker også som en inhiberende faktor. Både ATP og alanin binder til et allosterisk sted på pyruvatkinaseenzymet og frembringer en reduktion af dens aktivitet. Når blodsukkerniveauet falder, forekommer phosphorylering af pyruvatkinaseenzymet, hvilket gør enzymet inaktivt, hæmmer glykolyse.