ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ

ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ, биохимический процесс образования глюкозы из неуглеводных предшественников. Общим центральным путём глюконеогенеза в живых организмах является биосинтез глюкозы из пировиноградной кислоты (пирувата). Общее уравнение глюконеогенеза: 2 пируват + 4 АТФ + 2 ГТФ (ИТФ) + 2 НАД∙Н + 2Н⁺ + 6H₂O = глюкоза + 4 АДФ + 2 ГДФ (ИДФ) + 6H₃PO₄ + 2 НАД⁺. Глюконеогенез реализуется путём обращения большинства стадий гликолиза (реакции 2, 4—9, см. на схеме при ст. Гликолиз), а 3 необратимые стадии гликолиза (реакции 1, 3, 10) заменены в глюконеогенезе «обходными» реакциями (14 — 18), термодинамически выгодными для синтеза. Глюконеогенез начинается карбоксилированием пирувата в митохондриях с образованием щавелевоуксусной кислоты, которая затем восстанавливается в яблочную кислоту. Яблочная кислота выходит из митохондрий и в цитоплазме превращается в щавелево-уксусную кислоту, подвергающуюся декарбоксилированию с образованием фосфоенолпирувата. В обратимых реакциях гликолиза фосфоенолпируват превращается в фруктозо-1-6-дифосфат. Процесс глюконеогенеза завершается необратимыми «обходными» реакциями гидролиза фруктозо-1,6-дифосфата до фруктозо-6-фосфата и глюкозо-6-фосфата, возникающего при изомеризации фруктозо-6-фосфата, до глюкозы. Глюконеогенез, происходящий у человека и животных главным образом в печени и в меньшей степени в почках и слизистой оболочке кишечника, особенно активно идёт при голодании, а также в период восстановления после интенсивной мышечной работы. Важнейшим предшественником углеводов в организме животных служит молочная кислота (лактат), образующаяся при работе мышц в процессе гликолиза и поступающая в печень с током крови (см. Кори цикл). Превращение лактата в пируват осуществляется под действием гликолитического фермента лактатдегидрогеназы. Субстратами глюконеогенеза могут служить также промежуточные продукты трикарбоновых кислот, цикла, гликогенные аминокислоты и возникающий при гидролизе нейтральных жиров глицерин. У растений и микроорганизмов субстратом глюконеогенеза является также ацетил-КоА (или жирные кислоты, расщепляющиеся с образованием ацетил-КоА), вступающий в реакции глиоксилатного цикла. Образование глюкозы у растений происходит также при восстановлении CO₂ в темновой фазе фотосинтеза (цикл Калвина), а у фотосинтезирующих бактерий возможно обращение цикла трикарбоновых кислот и образование фосфоенолпирувата при восстановлении трёх молекул CO₂. Регуляция глюконеогенеза осуществляется внутриклеточными (соотношением субстратов и промежуточных продуктов глюконеогенеза, аденозинфосфорных кислот и т. д.) и внеклеточными механизмами (доступностью субстратов, гормонами и др.).