Exokináza a glukokináza jsou dva enzymy, které zasahují v první fázi glykolýzy.
Hexokináza je schopna přeměnit glukózu na glukóza-6-fosfát v buňkách: to umožňuje glukóze pronikat dovnitř buněk, dokud se glykémie nevrátí na správné hodnoty; pokud by v buňkách nenastala fosforylace glukózy, její vstup do buněk by se zastavil, jakmile se intracelulární koncentrace glukózy rovná extracelulární koncentraci.
Hexokináza je přítomna ve všech buňkách organismu a ve všech buňkách fosforyluje glukózu, aby snížila její intracelulární koncentraci, takže gradientem může glukóza dále vstupovat do buněk: tímto procesem je glykémie regulována v krvi po jídle.
Pokud je glykolýzou produkováno více ATP, než je použito, pak lze glykolytickou dráhu zpomalit; jednou ze strategií, jak toho dosáhnout, je zpomalit působení hexokinázy. Hexokináza podléhá inhibici produktu; tento enzin, kromě katalytického místa, ve kterém se substrát váže, má mnoho dalších míst schopných rozpoznat modulátor: pokud má glukóza 6-fosfát tendenci se hromadit, pak tento produkt může inhibovat alosterický na hexokináze. Glukózo-6-fosfát, při působení nekompetitivního inhibitoru na enzym, se spotřebovává (působením enzymu druhého kroku), takže podle zákona o hmotnostním účinku se rovnováha posouvá směrem k tvorbě produktu a proces se obnoví.
Glukóza 6-fosfát se vyrábí uvnitř buněk ve velké koncentraci, takže dochází k silné inhibici účinku hexokinázy (která již tedy není schopna rozkládat glukózu): k zajištění, aby byla glukóza jakkoli fosforylována, enzym glukokináza zasahuje.
V buňkách jater (a částečně v ledvinách) se prostřednictvím vhodného signálu vydaného inzulínem indukuje exprese genu, který kóduje glukokinázu. Pokud se zvýší hladina cukru v krvi, produkuje se inzulín, hormon produkovaný beta buňkami slinivky břišní; s produkcí inzulínu je odeslána zpráva cílovým buňkám, kterými jsou v tomto případě hepatocyty (jaterní buňky) a adipocyty (buňky tukové tkáně). Na těchto buňkách je speciální protein, nazývaný receptor, který rozpoznává inzulín a váže jej za vzniku komplexu inzulín-receptor; to vše se promítá do série signálů, které vedou k jedné nebo více strategiím (metabolickým cestám) ke snížení koncentrace intracelulární glukózy: zejména komplex enzym-substrát indukuje expresi genu, který kóduje glukokinázu.
Glukokináza je enzym schopný, stejně jako hexokináza, přenášet fosforyl z ATP na glukózu, ale má jinou strukturu než hexokinasa: nemá negativní modulátorové místo produktu; proto dochází k fosforylaci glukózy v hepatocytech i mimo energetický požadavek, dokud hladina cukru v krvi nedosáhne normální úrovně.
L "hexokináza je všudypřítomný enzym, který je přítomen ve všech buňkách; glukokináza je naopak typická pro jaterní buňky (c" je pouze v játrech). Glukokináza má přechodnou přítomnost, ve skutečnosti se zjistí, že po jídle může hladina glukózy v krvi dosáhnout 5 mM až 12-14 mM.
Glukokináza je indukovatelný enzym, to znamená, že je přítomna v buňce, když ji potřebuje, a není přítomna, pokud její působení není nutné (je to křehký enzym), zatímco hexokináza je enzym přítomný ve všech buňkách v koncentraci téměř konstantní (konstitutivní enzym) a je velmi odolný.
Glukokináza proto umožňuje rychlejší snížení intracelulární koncentrace glukózy a v důsledku toho se koncentrace glukózy v krvi snižuje, protože gradientem vstupuje do buněk.
Glukokináza je citlivá na proteolytické enzymy, které ji po nějaké době degradují; každá molekula degradované glukokinázy musí být nahrazena jinou molekulou, pokud je přítomen inzulínový signál; když je koncentrace inzulinu snížena, zůstává produkce glukokinázy a pouze hexokinázy.
U hepatocytů musí kromě glykolýzy dojít také k rychlému zachycení glukózy v krvi s cílem udržet ji jako rezervu a využít ji v případě potřeby: glukóza-6-fosfát se hromadí v hepatocytech a po příslušných transformacích stává se věcí rezervy (glykogenu). Glykogen je polysacharid, který tvoří energetickou rezervu těla; akumuluje se v buňkách (zejména v játrech a svalech) ve formě granulí; pokud nepřijímáte dostatek sacharidů stravou, zásoby glykogenu se degradují
POKRAČUJE: Druhá část glykolýzy “
