Glykolys, en tiostegs enzymatisk kaskad, börjar med fosforylering av glukos. Genom en serie omarrangemang omvandlas glukosen till fruktos-6-fosfat, sedan till fruktos-1,6-bisfosfat och delas slutligen i två triosfosfater. Under den senare hälften omvandlas dessa triosfosfater till pyruvat, vilket ger ett nettoutbyte av två ATP-molekyler och två NADH per glukosmolekyl. Således ger en glukos två pyruvatmolekyler och två ATP.
Glukoneogenes kan initieras från flera substrat, särskilt laktat och andra icke-kolhydratprekursorer. Dess första engagerade reaktion är den reversibla omvandlingen av pyruvat till fosfoenolpyruvat (PEP), en mellanprodukt som också finns i glykolys men produceras i motsatt riktning. I huvudsak speglar glukoneogenesen glykolysen i omvänd riktning, med samma mellanprodukter men i motsatt ordning.
Tre nyckelenzymer ger glukoneogenesen dess distinkta riktning:pyruvatkarboxylas och PEP-karboxykinas (omvandlar pyruvat till PEP), fruktos-1,6-bisfosfatas (avlägsnar ett fosfat från fruktos-1,6-glutasfas) och glukofosfas, och (defosforylerar glukos-6-fosfat till fri glukos).
Pyruvat kan genereras från aminosyror (särskilt ketogena sådana) och från fettsyraoxidation. Följaktligen kan dieter rik på protein eller fett tillhandahålla substrat för glukossyntes i levern.
Glukos fungerar som substrat i glykolys och produkten av glukoneogenes. Båda vägarna verkar i cytosolen, förbrukar ATP och vatten och delar flera mellanliggande metaboliter.
Andra delade mellanprodukter inkluderar pyruvat, fosfoenolpyruvat och triosfosfater. Dessa vägars flerstegskaraktär tillåter exakt reglering av kroppen, med aktivitet som fluktuerar beroende på näringstillstånd och fysisk aktivitet.
Den grundläggande skillnaden ligger i deras riktning:glykolys bryter ner glukos för att extrahera energi (katabolisk), medan glukoneogenes bygger glukos från icke-kolhydratprekursorer (anabola).
Medan glykolys förekommer allestädes närvarande i cytoplasman hos alla celler, är glukoneogenesen till stor del begränsad till lever- och njurvävnader, där den upprätthåller blodsockernivåerna under fasta.
Att förstå dessa vägar är viktigt för att förstå hur kroppen balanserar energiproduktion och glukoshomeostas.
