Gluconeogenesi

La gluconeogenesi

La gluconeogenesi è la via metabolica che porta alla sintesi di glucosio da precursori non glucidici. La gluconeogenesi avviene in tutti gli animali, piante e microrganismi, ed avviene con lo stesso meccanismo, tranne per la variazione della sua regolazione che differisce nei diversi organismi. Negli animali, avviene prevalentemente nel fegato, o in piccola parte nella corteccia renale e nelle cellule epiteliali che circondano il lume dell'intestino tenue.

La gluconeogenesi e la glicolisi, seppur condividano 7 delle 10 reazioni, non sono vie identiche percorse in direzioni opposte; questo perché 3 reazioni della glicolisi sono irreversibili e non sono perciò utilizzabili dalla gluconeogenesi. Queste sono rispettivamente:

• Conversione di glucosio in glucosio-6-fosfato tramite l'esochinasi
• Fosforilazione del fruttosio-6-fosfato a fruttosio-1,6-bifosfato tramite PFK1
• Conversione del fosfoenolpiruvato in piruvato tramite la piruvato-chinasi

Queste 3 reazioni presentano infatti un deltaG molto negativo e perciò nella gluconeogenesi queste 3 tappe sono superate attraverso gruppi diversi di enzimi che catalizzano reazioni sufficientemente esoergoniche da essere allo stesso modo irreversibili ma nella direzione inversa: glicolisi e gluconeogenesi risultano così entrambe irreversibili vie metaboliche e sono regolate indipendentemente l'una dall'altra.

Bypass nella gluconeogenesi

Le 3 tappe che la gluconeogenesi si trova a dover superare con una strategia diversa sono detti "bypass", sono punti in cui si prende una strada alternativa, si bypassa quel gap, che spesso è un gap energetico, dove infatti il deltaG è molto negativo e esoergonico e risultano essere quei punti in cui la glicolisi è regolata.

Primo bypass: conversione piruvato in PEP

La prima reazione di deviazione riguarda l'ultima tappa della glicolisi, che per la gluconeogenesi rappresenta la prima tappa cioè la conversione del piruvato in fosfoenolpiruvato (PEP). Questa reazione non può avvenire per semplice inversione dell'azione della piruvato-chinasi, perché questa reazione ha deltaG molto negativo e risulta irreversibile a condizioni intracellulari, perciò viene bypassata attraverso 2 strategie diverse, in base al precursore gluconeogenico presente.

La prima strategia per trasformare il piruvato in PEP si attua quando abbiamo come precursori non glucidici il piruvato stesso o l'alanina. Quindi si inizia col piruvato stesso che viene trasferito dal citosol ai mitocondri o con l'alanina che genera piruvato direttamente dentro i mitocondri tramite transaminazione, in cui il gruppo α-amminico viene trasferito da alanina ad un α-chetoacido.