Regolazione glicolisi

La regolazione della glicolisi

Introduzione alla glicolisi

La glicolisi è regolata a tre livelli, riguardanti i tre enzimi principali di questa via:

• Esochinasi
• Fosfofruttochinasi 1
• Piruvato chinasi

Regolazione esochinasi o glucocinasi

La prima regolazione della glicolisi riguarda proprio la prima tappa, ovvero la fosforilazione del glucosio in glucosio-6-fosfato, ed è effettuata da una esochinasi.

Le esochinasi sono quattro, con caratteristiche diverse e sono tessuto-specifiche:

• Esochinasi 1, espressa nel cervello e nel muscolo, ha Km molto bassa, di 0,03 mL/mol.
• Esochinasi 2, espressa nel tessuto muscolare, ha un’alta affinità per il glucosio e un Km molto bassa.
• Esochinasi 4, espressa nel fegato e nel pancreas, ha bassa affinità per glucosio e un Km molto più alta.

L’esochinasi 4, glucocinasi, è quella meno affine al glucosio, con una Km più elevata, fino a 10 ordini di grandezza di differenza rispetto alle altre.

Questa sua poca affinità è dovuta al fatto che è localizzata nel fegato che è un tessuto che glicolizza poco e lo fa soltanto nel momento in cui la concentrazione interna supera i livelli di normoglicemia, intorno ai 4.5 mM.

Perciò questa glucocinasi va a fosforilare il glucosio soltanto quando questo si trova ad un livello superiore alla normoglicemia, in modo che il fegato abbassi la glicemia solo quando c’è bisogno, risparmiando glucosio per altri organi.

Per segregazione

Questa glucocinasi ha una regolazione addizionale: esiste una proteina regolatrice, una proteina detta che ha un'alta affinità per questa esochinasi 4, ed ha sede nucleare; perciò, va a legare l’esochinasi e a segregarla nel nucleo. Perciò questa proteina regolatrice va proprio a segregare la glucocinasi nel nucleo in modo che non incontri e fosforilasi il glucosio nel citoplasma.

Tra i regolatori di questo enzima troviamo:

• Glucosio attivatore allosterico, perché in caso sia in grande quantità entra all’interno degli epatociti tramite il GLUT2 e attiva l’esochinasi dissociandola dalla proteina regolatrice: il glucosio è perciò un regolatore positivo per la glucocinasi e un inibitore della formazione del complesso proteina regolatrice-enzima.
• Fruttosio-6-fosfato, inibitore allosterico, perché essendo un intermedio della glicolisi, se ne abbiamo un'alta quantità vuol dire che la glicolisi sta già procedendo abbastanza e perciò si deve bloccare l’enzima esochinasi 4 legandolo alla proteina regolatrice: il fruttosio-6-fosfato.