Глюкуроновая кислота является соединением, выполняющим в организме несколько функций: а) она входит в состав гетероолиго- и гетерополисахаридов, выполняя таким образом структурную функцию, б) она принимает участие в процессах детоксикации, в) она может быть преобразована в клетках в пентозу - ксилулозу (которая, кстати, является общим промежуточным метаболитом с пентозным циклом окисления глюкозы) .

В организме большинства млекопитающих по этому метаболическому пути идет синтез аскорбиновой кислоты; к сожалению, у приматов и морских свинок не синтезируется один из ферментов, необходимых для превращения глюкуроновой кислоты в аскорбиновую и человек нуждается в поступлении аскорбиновой кислоты с пищей.

Схема метаболического пути синтеза глюкуроновой кислоты: СН 2 ОН СН 2 ОРО 3 Н 2 СН 2 ОН | АТФ АДФ | | С----О | ^ С----О С----О Н /Н \Н ------- Н /Н \Н Н /Н \ОН С С ---------> С С ----> С С ---> НО\ОН Н/ОН Гексоки- НО\ОН Н/ОН ФГМ НО\ОН Н/О-РО 3 Н 2 С--- С наза С--- С С--- С Н ОН Н ОН Н ОН СН 2 ОН СООН УТФ Ф-Ф | 2НАД + 2НАДН+Н + | | ^ С--О | ^ С--- О ------ Н /Н \Н -------- Н /Н \Н -----------> С С ---------------> С С УДФ-глюкозо- НО\ОН Н/О - УДФ Дегидрогеназа НО\ОН Н/О УДФ пирофосфори- С--- С УДФ-глюкозы С--- С лаза Н ОН Н ОН 3.3. Г л ю к о н е о г е н е з В условиях недостаточного поступления углеводов в пище или даже их полного отсутствия все необходимые для организма человека углеводы могут синтезироваться в клетках. В качестве соединений, углеродные атомы которых используются при биосинтезе глюкозы, могут выступать лактат, глицерол, аминокислоты и др. Сам процесс синтеза глюкозы из соединений неуглеводной природы носит название глюконеогенез. В дальнейшем из глюкозы или из промежуточных продуктов ее метаболизма могут быть синтезированы все другие соединения, относящиеся к углеводам.

Рассмотрим процесс синтеза глюкозы из лактата. Как мы уже упоминали, в гепатоцитах примерно 4/5 поступающего из крови лактата преобразуется в глюкозу. Синтез глюкозы из лактата не может быть простым обращением процесса гликолиза, так как в гликолиз включены три киназные реакции: гексокиназная, фосфофруктокиназная и пируваткиназная - необратимые по термодинамическим причинам. Вместе с тем, в ходе глюконеогенеза используются ферменты гликолиза, катализирующие соответствующие обратимые равновесные реакции, типа альдолазы или енолазы.

Глюконеогенез из лактата начинается с превращения последнего в пируват с участием фермента лактатдегидрогеназы: СООН СООН | | 2 НСОН + 2 НАД+ ------> 2 С=О + 2 НАДН+Н+ | | СН 3 СН 3 Лактат Пируват Наличие индекса "2" перед каждым членом уравнения реакции обусловлено тем, что для синтеза одной молекулы глюкозы требуется две молекулы лактата.

Пируваткиназная реакция гликолиза необратима, поэтому невозможно получить фосфоенолпируват (ФЭП) непосредственно из пирувата. В клетке эта трудность преодолевается с помощью обходного пути, в котором участвуют два дополнительных фермента, не работающие при гликолизе. Вначале пируват подвергается энергозависимому карбоксилированию с участием биотинзависимого фермента пируват- карбоксилазы: СООН СООН | | 2 С=О + 2 СО 2 + 2 АТФ ------> 2 С=О + 2 АДФ + 2 Ф | | СН 3 СН 2 Пируват | СООН Щавелевоуксусная к-та А затем в результате энергозависимого декарбоксилирования щавелевоуксуная кислота превращается в ФЭП. Эту реакцию катализирует фермент фосфоенолпируваткарбоксикиназа (ФЭП-карбоксикиназа) , а источником энергии является ГТФ: СООН Щавелево- | 2 уксусная + 2 ГТФ -------> 2 С ~ О-РО 3 Н 2 +2 ГДФ +2 Ф кислота | СН 2 Фосфоенолпируват Далее все реакции гликолиза вплоть до реакции, катализируемой фосфофруктокиназой обратимы. Необходимо лишь наличие 2 молекул восстановленного НАД, но он получен в ходе лактатдегидрогеназной реакции. Кроме того, необходимы 2 молекулы АТФ для обращения фосфоглицераткиназной киназной реакции: 2 ФЭП + 2 НАДН+Н + + 2 АТФ ---- > Фр-1,6-бисФ + 2НАД + + 2АДФ + 2Ф Необратимость фосфофруктокиназной реакции преодолевается путем гидролитеческого отщепления от Фр-1,6-бисФ остатка фосфорной кислоты, но для этого требуется дополнительный фермент фруктозо- 1,6-бисфосфатаза: Фр-1,6-бисФ + Н 2 О ----> Фр-6-ф + Ф Фруктозо-6-фосфат изомеризуется в глюкозо-6-фосфат, а от последнего гидролитеческим путем при участии фермента глюко- зо-6-фосфатазы отщепляется остаток фосфорной кислоты, чем преодолевается необратимость гексокиназной реакции: Гл-6-Ф + Н 2 О ------> Глюкоза + Ф Суммарное уравнение глюконеогенеза из лактата:

Из уравнения следует, что на синтез 1 молекулы глюкозы из 2 молекул лактата клетка затрачивает 6 макроэргических эквивалентов.