Glycolyse

Glucose 6 P zu Fructose 6 

Lactat-Dehydrogenase (Mit Rossmannfalte für NADH)

Erythrozyten haben keine Mitochondrien und d.h. keine Atmungskette: diese machen zwingend eine Milchsäuregärung!

Problem: In schnell zuckenden Muskelzellen kann die Anreicherung von Lactat den pH-Wert von 7,0 im Ruhezustand auf unter 6,3 absenken. Lactat muss aktiv aus der Muskelzelle transportiert werden. Hierbei handelt es sich um einen Lactat/H+-Symporter!

• ATP-Bindung reduziert die Affinität für F-6-P durch eine Änderung der Konformation (negative feedback).
• AMP-Bindung hebt die Wirkung von ATP auf (Energiebedarf).
• Protonen (zuviel Lactat) verstärken die negative feedback Wirkung von ATP (Stopp auch bei Energiebedarf um ein Übersäuern zu verhindern).

ATP kann durch die Adenylatkinase aus ADP regeneriert werden:

ADP+ADP —> ATP+AMP
Weiterhin gibt es mehr ATP und ADP als AMP: [ATP] >> [ADP] > [AMP]
Kleine (absolute) Änderungen der ATP Konzentration lösen also große (relative) Änderungen der AMP Konzentration aus.
 

Die Hexokinase: allosterisch über ihr Produkt Glucose-6-Phosphat (negative feedback loop). Hintergrund ist das Glucose-6-Phosphat u.U. in der Zelle zum Glykogen-Aufbau benötigt wird.
Die Pyruvat Kinase wird allosterisch durch ATP-Bindung gehemmt, also inaktiviert wenn genügend Energie vorhanden ist. Weiterhin wird die Pyruvat Kinase durch F-1,6-BP allosterisch aktiviert.
 

Die Leber benötigt Glucose nicht nur zur Aufrechterhaltung der eigenen Energieversorgung, sondern ist verantwortlich für die Stabilisierung des Glucosespiegels im Blut. Weiterhin ist die Leber biosynthetisch aktiv, wofür Intermediate und Folgeprodukte der Glykolyse benötigt werden.
AMP Konzentrationen haben einen geringeren Einfluss auf die Leber-Isoform der PFK-1. Auch die Protonenkonzentration ist weniger entscheidend als bei der Muskel-Isoform.
Citrat wirkt synergetisch mit ATP als Inhibitor der PKF-1 und signalisiert das kein Bedarf an Biosynthesebausteinen vorhanden ist (Citrat-Zyklus ist ausgelastet).
Wichtigster Regulator, und starker Aktivator, der PFK-1 der Leber ist Fructose-2,6-bisphosphat.
 

= Hexokinase Isoform in der Leber

Diese wird nicht durch G-6P gehemmt. Sie besitzt jedoch eine 50fach geringere Affinität zu Glucose als andere Hexokinasen und wird daher nur aktiv wenn ein Überschuss an (Blut)Glucose herrscht.
So werden bei begrenztem Blutzucker zuerst Gehirn, Muskeln und Erythrozyten versorgt.
Erst bei Zuckerüberangebot wird Glucose als Glucose-6-Phosphat in der Leber eingefangen. Die Glucokinase kann zusätzlich noch von einem Leberspezifischen Enzym gehemmt werden.

Zentrales Zinkion