Inhoud
- Accumulatie van glucose-6-fosfaat
- Werking van het glucokinase regulerende eiwit
- Accumulatie van ATP
- Remming van pyruvaatkinase
Glycolyse is het proces waarbij glucose wordt omgezet in pyruvaat of lactaat, afhankelijk van of het plaatsvindt onder aerobe of anaerobe omstandigheden. De regulatie van dit proces vindt plaats op drie fundamentele punten waarbij de betrokken enzymatische reacties onomkeerbaar zijn. Deze drie enzymen zijn hexokinase, fosfofructokinase en pyruvaatkinase. Remming van glycolyse is een mechanisme om energie te besparen door de afbraak van adenosinetrifosfaat te voorkomen.
Accumulatie van glucose-6-fosfaat
Het hexokinase-enzym katalyseert het eerste stadium van glycolyse, waarin het wordt omgezet in glucose-6-fosfaat. Hoge concentraties van dit product remmen enzymatische activiteit.Wanneer het zich ophoopt, concurreert glucose-6-fosfaat met het glucosesubstraat om te binden aan de actieve plaats van het enzym, evenals aan een andere allosterische plaats. Deze binding remt de werking van hexokinase.
Werking van het glucokinase regulerende eiwit
In de lever vindt de omzetting van glucose in glucose-6-fosfaat plaats door de werking van een variant van hexokinase genaamd glucokinase. In tegenstelling tot hexokinase wordt glucokinase niet beïnvloed door glucose-6-fosfaatconcentraties en daarom niet geremd door hen. De werking van glucokinase wordt gemoduleerd door de aanwezigheid van een eiwit dat glucokinase regulerend eiwit (PRG) wordt genoemd. De binding van PRG aan het enzym glucokinase remt glycolyse in de lever.
Accumulatie van ATP
In de glycolysecyclus is de reactie die wordt gekatalyseerd door fosfofructokinase de snelheidsbeperkende fase. Dit enzym katalyseert de fosforylatie van fructose-6-fosfaat door ATP om fructose-1,6-bisfosfaat te produceren. In omstandigheden waarbij er een hoge concentratie ATP is, is glycolyse niet nodig. Dit ATP bindt zich aan de allosterische plaats in het fosfofructokinase-enzym en veroorzaakt een verandering in de conformatie ervan. Deze verandering vermijdt de binding van het fructose-6-fosfaatsubstraat en remt derhalve enzymactiviteit die op zijn beurt glycolyse remt.
In omstandigheden waarbij er een hoge concentratie ATP is, is glycolyse niet nodig (George Doyle / Stockbyte / Getty Images)
Remming van pyruvaatkinase
Het enzym pyruvaatkinase is de derde plaats van glycolyse-regulatie. De activiteit van dit enzym wordt geremd door de aanwezigheid van hoge ATP-concentraties. De aanwezigheid van alanine, dat is gebiosynthetiseerd uit pyruvaat, werkt ook als een remmende factor. Zowel ATP als alanine binden aan een allosterische plaats op het enzym pyruvaatkinase en leiden tot een vermindering van de activiteit ervan. Wanneer het bloedsuikerniveau daalt, vindt fosforylering van het enzym pyruvaatkinase plaats, waardoor het enzym inactief wordt en glycolyse wordt geremd.
