Portál:Otázky z biochemie (1. LF UK, VL)/56. Otázka

56. Otázka
Metabolismus galaktózy a fruktózy, poruchy. Metabolismus kyseliny glukuronové a její význam v organismu.
Otázky z biochemie (1. LF UK, VL)
⏪️   ⏩️


Metabolismus galaktózy

[ upravit vložený článek ]
Metabolismus galaktózy v játrech

Galaktóza, 4-epimer glukózy, je součástí mléčného cukru laktózy (disacharid). Tu v trávicím traktu štěpí enzym laktáza na galaktózu a glukózu. Tyto monosacharidy jsou následně vstřebány sekundárně aktivním transportem do enterocytů.
V játrech je galaktóza galaktokinázou fosforylována na galaktóza-1-P a následně přeměněna na glukózu:

Galaktóza-1-P + UDP-glukóza → UDP-galaktóza + glukóza-1-P
(katalyzuje hexóza-1-fosfáturidyltransferáza)
UDP-galaktóza → UDP-glukóza
(katalyzuje 4-epimeráza)


Defekt hexóza-1-fosfáturidyltransferázy podmiňuje vzácné onemocnění nazývané galaktosemie.
Galaktóza se při ní nemůže přeměnit na glukózu, a proto se hromadí v orgánech - játrech, erytrocytech, střevě, oční čočce, ledvinách, srdci či mozku.
Z galaktózy vzniká galaktitol (neboli dulcitol, cukerný alkohol vznikající redukcí galaktózy), který podmiňuje vznik zákalu oční čočky.
V léčbě se proto zcela zásadně ze stravy vylučují mléčné výrobky.

Metabolismus fruktózy

[ upravit vložený článek ]

Metabolismus fruktózy probíhá především v játrech za vzniku intermediátů:

Zdroje fruktózy

  • štěpením sacharózy z potravy (ovoce, med, konzumní cukr) – enzym sacharáza
  • jako volný monosacharid v medu a glukózo-fruktózovém sirupu (např. v limonádách)

Příjem fruktózy je regulován enzymem sacharázou na luminální straně epitelu tenkého střeva a přenašečem GLUT 5.

D-Fruktóza a L-Fruktóza (Fischerovo schéma)

Transportní proteiny

  • GLUT 5 – usnadňuje transport fruktózy do epitelových buněk tenkého střeva
  • GLUT 2 – usnadňuje přenos z epitelie tenkého střeva do krevního řečiště
Metabolismus fruktózy v těle

Katabolismus

Fruktolýza má některé rysy shodné s glykolýzou:

  • Zachycení monosacharidu v buňce jeho fosforylací

Játra: Stejně jako glukokináza fosforyluje glukózu za vzniku glukóza-6-fosfátu, fruktokináza přenáší fosfát z ATP na C1 fruktózy za vzniku fruktóza-1-fosfátu, který kvůli svému náboji nemůže opustit hepatocyt.

Extrahepatální tkáně Mimo játra (např. ve svalu) katalyzuje fosforylaci fruktózy na 6. uhlíku (a tedy stejně jako u glukózy) hexokináza. Vzniká fruktóza 6 fosfát, který podle energetické potřeby buňky vstupuje buď do glykolýzy nebo glukoneogeneze.


  • Štěpení hexózy na dvě triózy

Enzym aldoláza B (v játrech) štěpí fruktózu na:

  • glyceraldehyd (ne glyceraldehyd-3-fosfát jako v glykolýze)
  • dihydroxyaceton-fosfát

Oba produkty jsou poté převedeny na glyceraldehyd-3-fosfát – opět intermediát glykolýzy i glukoneogeneze. Glyceraldehyd je fosforylován trióza kinázou, dihydroxyaceton-fosfát podlehne izomeraci trióza isomerázou.

Fruktóza při svém katabolismu "přeskakuje" rate-limiting reakci glykolýzy katalyzovanou fosfofruktokinázou 1 a tak je v játrech metabolizována rychleji než glukóza.

[zdroj?]

Význam fruktózy pro spermie

Jako hlavní zdroj energie využívají spermie právě fruktózu. Z tohoto důvodu je v seminální tekutině velká koncentrace fruktózy – 5-10 mmol/l. Tuto fruktózu produkují z glukózy seminální žlázky.

Glukóza → sorbitol → oxidace na fruktózu

Přeměna glukózy na kyselinu glukuronovou

[ upravit vložený článek ]

Kyselina glukuronová patří mezi tzv. uronové kyseliny, základní součásti mnoha pro tělo významných látek – např. glykosaminoglykanů, a tedy i proteoglykanů.
Uronové kyseliny se mimo to využívají i jako konjugační činidla usnadňující vylučování mnoha endogenních i cizorodých látek. Kromě kyseliny glukuronové řadíme mezi uronové kyseliny i kyselinu L-iduronovou či galaktouronovou.

Tvorba kyseliny glukuronové z glukózy spočívá v oxidaci primární hydroxylové skupiny na C6 molekuly glukózy na karboxylovou skupinu.

Přeměna glukózy na kyselinu glukuronovou

Před samotnou oxidací musí být ale molekula glukózy nejdříve převedena do aktivní formy – UDP-glukózy. Jednotlivé kroky přeměny glukózy na kyselinu glukuronovou probíhají tedy takto:

1) Fosforylace glukózy (katalyzuje hexokináza/glukokináza):

Glukóza + ATP → glukóza-6-P + ADP


2) Izomerace glukózy (katalyzuje glukózafosfátisomeráza):

Glukóza-6-P → glukóza-1-P


3) Aktivace glukózy – vazba UDP (katalyzuje UDP-glukózapyrofosforyláza):

Glukóza-1-P + UTP → UDP-1-glukóza + difosfát


4) Oxidace na glukuronát:

UDP-1-glukóza + 2 NAD+ → UDP-glukuronát + 2 NADH+H+
UDP-glukuronát je aktivní formou kyseliny glukuronové a může vstoupit do mnoha reakcí.

Využití kyseliny glukuronové

[ upravit vložený článek ]
Kyselina glukuronová

Kyselina glukuronová je derivátem glukózy. Šestý uhlík glukozy je oxidován na karboxylovou skupinu a stává se tedy karboxylovou kyselinou. Je jednou ze tří karboxylových kyselin odvozených od glukozy, společně s kyselinou glukonovou a glukarovou.

Využití kyseliny glukuronové

1) Syntéza proteoglykanů

2) Využití jako konjugačního činidla

Kyselina glukuronová se konjuguje s látkami špatně rozpustnými ve vodě (bilirubin, steroidní hormony, xenobiotika) s cílem vyloučit je z organismu.
Po navázání kyseliny glukuronové se nepolární sloučeniny stávají rozpustnějšími ve vodě a lépe se vylučují močí nebo žlučí. Klíčový enzym se nazývá UDP - glukuronyltransferáza. Více informací se dozvíte v multimedálních skriptech 3. LF UK

Odkazy

Související články

Externí odkazy