Из 10 реакций регулируются только три — те самые необратимые «краны»: гексокиназа, ФФК-1 и пируваткиназа. Ими управляют двумя способами: молекулами-сигналами (умное слово — аллостерика) и гормонами, инсулином и глюкагоном.
Молекула-сигнал садится в боковой карман фермента и меняет его форму — включает или выключает. Реагирует мгновенно на текущий баланс энергии (ATP, АМФ, цитрат).
Инсулин (сыт) и глюкагон (голоден) навешивают или снимают фосфаты (фосфорилирование) и меняют количество ферментов. Настраивает путь под состояние всего организма.
Оба фермента запускаются глюкозой (есть сырьё — работай). Дальше разница:
Классическая обратная связь по продукту: накопился Г6Ф — фермент притормаживает (в мышцах, где Г6Ф идёт и в гликоген, и в гликолиз).
В печени сидит в ядре, глюкоза «выводит» её на работу, Ф6Ф — загоняет обратно. Km высокий → включается только при высоком сахаре (см. кинетику).
Самый регулируемый шаг всего пути. Слушает баланс энергии:
Много ATP = энергии хватает. Много цитрата = вовсю крутится цикл Кребса, скоро будет много ATP. Оба говорят «притормози».
Высокий АМФ = энергии мало, «жми газ». А Ф-2,6-БФ — самый мощный активатор ФФК-1.
Отдельный белок ФФК-2 / ФБФаза-2 (два фермента в одном) делает Ф-2,6-БФ из Ф6Ф — и разбирает обратно. Им рулят гормоны через фосфат:
Финальный кран. Всё, что говорит «энергии полно», его выключает:
Ацил-КоА и ацетил-КоА = идёт β-окисление жиров, топлива вдоволь — глюкозу можно не жечь.
Это прямая связь (feed-forward): продукт шага 3 бежит вперёд к шагу 10 и говорит «готовься, скоро пойдёт поток — разгоняйся».
Арсенат (мышьяк) похож на неорганический фосфат и садится на его место в ферментах Г3Ф-дегидрогеназе (шаг 6) и рядом с пируваткиназой. Реакция «прокручивается вхолостую» — ATP не образуется. Отсюда токсичность мышьяка на уровне энергетики клетки.
Прочитай вопрос и подумай сам. Потом открывай по шагу, будто рядом преподаватель и спрашивает «а почему?».
У женщины приступы слабости, потливости и спутанности, особенно натощак. Всё проходит, стоит поесть сладкого. В крови на приступе низкий сахар и при этом высокий инсулин. Нашли опухоль поджелудочной.
Карточки подстраиваются под тебя: «легко» отодвигает повтор дальше, «снова» возвращает скоро. Прогресс хранится в браузере.