Активность ферментов второго субстратного цикла
Активность ферментов второго субстратного цикла зависит от концентрации фруктозо-2,б-бисфосфата. Как и фруктозо-1,б-бисфосфат, фруктозо-2,6-бисфосфат образуется из фруктозо-б-фосфата и может снова превращаться во фруктозо-б-фосфат, т. е. тоже получается субстратный цикл. Обе реакции этого цикла катализирует один фермент — бифункциональный фермент (БИФ), который регулируется путем фосфорилирования-дефосфорилирования.
- Активность ферментов второго субстратного цикла - схема.
Дефосфори-лированный фермент (БИФ-ОН) обладает киназной активностью (фруктозо-б-фосфат-2-киназа), а фосфорилированный (БИФ-Р) — фосфатазной активностью (фосфатаза фруктозо-2,б-бисфосфата). Киназная и фосфатазная реакции катализируются разными активными центрами, но в каждом из двух состояний фермента — фосфорилированном и дефосфорилированном — один из активных центров инги-бирован.
Фруктозо-2,б-бисфосфат активирует фосфофруктокиназу (б-фосфофруктокина-зу), т. е. гликолитический фермент, и ингибирует фосфатазу фруктозо-1,б-бисфос-фата — фермент глюконеогенеза. При пищеварении БИФ дефосфорилирован, следовательно, проявляет киназную активность, увеличивает концентрацию фрукто-зо-2,б-бисфосфата, который активирует гликолитическое направление цикла II, и ингибирует направление глюконеогенеза этого цикла.
В постабсорбтивном состоянии БИФ фосфорилирован, проявляет фосфатаз-ную активность, и концентрация фруктозо-2,6-бисфосфата снижается. Вследствие этого активность б-фосфофрукто-1-киназы тоже снижается, а активность фосфа-тазы фруктозо-1,6-фосфата увеличивается, т. е. гликолитическое направление тормозится, а направление глюконеогенеза активируется.
Субстратный цикл III регулируется главным образом концентрацией глюкозы. При пищеварении концентрация глюкозы в гепатоцитах существенно повышается и, соответственно, повышается скорость фосфорилирования глюкозы глюко-киназой (см. разд. «Фосфорилирование глюкозы»). Поскольку в этих условиях активированы гликолитические ветви субстратных циклов II и I, то основная часть глюкозо-6-фосфата направляется на путь гликолиза.
Фруктозо-1,б-бисфосфат является аллостерическим активатором пируваткина-зы. При ускорении начальных стадий гликолиза после приема пищи концентрация фруктозо-1,б-бисфосфата повышается, что приводит к дополнительной активации пируваткиназы. Этим достигается координация функционирования I и II субстратных циклов.
В целом за счет распада гликогена и глюконеогенеза печень поставляет в кровь около 300 г глюкозы за сутки, из них примерно 2Д — из гликогена.
Один из основных результатов гликолиза в печени — образование исходных веществ для синтеза жиров. Конечный продукт аэробного гликолиза — пируват подвергается окислительному декарбоксилированию, и образующийся ацетил-КоА используется для синтеза жирных кислот (наряду с окислением в цитратном цикле). Необходимый для синтеза жиров сс-глицерофосфат образуется из другого метаболита гликолиза — диоксиацетонфосфата.