ヘキソキナーゼは、実際には、六炭素糖 (グルコース、フルクトース、ガラクトースなど) をリン酸化する酵素のクラスのより広い用語ですが、グルコキナーゼは、基質に対する親和性が低い特定のタイプのヘキソキナーゼ (アイソフォーム) です。
生きていることは、特に健康で幸せな気分で、どこかの熱帯のビーチに腰掛けているときは特に、楽に思えるかもしれません。しかし、生き続けるためには、体の細胞によるエネルギーの絶え間ない消費が必要です。歩く、踊る、まばたきする、飲み込むなどの巨視的なスケールから、神経伝達物質の生成や遺伝物質の複製といった微視的なレベルまで、エネルギーの生成と利用は、細胞代謝と呼ばれる絶え間ないプロセスです。
細胞代謝とは?
ご存じのとおり、そのエネルギーの主な供給源は、私たちが食べる食物の形であり、その後、その食物が使用可能なエネルギーに分解されます.食物分子 (この場合はグルコース) を分解する代謝プロセスは、細胞代謝の一形態であり、これらの細胞がエネルギー (ATP、アデノシン三リン酸の形態) を得ることができる重要な異化経路です。
好気性代謝 (酸素の存在下で発生) は、解糖、クレブス回路、電子伝達系の 3 つの段階で構成されます。
解糖とは
このプロセスの 3 つの段階の最初の段階である解糖は、電子伝達系と比較して大量の ATP を生成しませんが (2 つだけ)、さらなる生成に使用される重要な生成物 (2 つのピルビン酸) につながります。より大きな代謝経路内のATPの。解糖は細胞質で発生しますが、細胞代謝の残りの段階はミトコンドリアで発生します。
他の多くの化学反応と同様に、グルコースの変換を開始するには、酵素が必要です。グルコースのグルコース-6-リン酸へのリン酸化の場合、いくつかの変数に応じて、ヘキソキナーゼ またはグルコキナーゼ 反応を触媒します。
(写真提供:YassineMrabet/ウィキメディア・コモンズ)
ヘキソキナーゼとグルコキナーゼ
このサブセクションの見出しは、これら 2 つの機能が互いに反対であることを示唆しているかもしれませんが、実際には非常に似ており、基本的に同じ機能を実行します。ヘキソキナーゼは、実際には、六炭素糖 (グルコース、フルクトース、ガラクトースなど) をリン酸化する酵素のクラスのより広い用語ですが、グルコキナーゼは、基質に対する親和性が低く、排他的に作用する特定のタイプのヘキソキナーゼ (アイソフォーム) です。他の六炭糖ではなくブドウ糖です。
これらの酵素はどちらも、解糖の最初の反応を触媒するという同じ機能を果たしている可能性がありますが、特定の状況で使用されます。
ヘキソキナーゼ
この酵素は、利用可能なグルコースの量が比較的安定しているか低い場合に活性であり、肝臓と膵臓のベータ細胞を除いて、細胞代謝が起こる体のすべての組織で見つけることができます.言い換えれば、ヘキソキナーゼは生物規模での細胞代謝の主要な触媒です。
グルコースに対するヘキソキナーゼの親和性も非常に高いです。これが意味することは、グルコースの供給が少なくても酵素反応が起こり、グルコースがグルコース-6-リン酸に変換され、2つのATP分子が生成されることです.ヘキソキナーゼの最大反応速度 (Vmax) も非常に低いため、グルコースからのエネルギーの急速な生成には理想的ではありません.
他の酵素反応と同様に、ヘキソキナーゼには、反応自体の生成物であるグルコース-6-リン酸によるアロステリック フィードバック ループである制御メカニズムがあります。これは、十分な量のグルコースがグルコース-6-リン酸に変換されると、同じ生成物が酵素が追加の基質分子 (グルコース) と結合/反応するのを阻害することを意味します。
グルコキナーゼ
前述のように、グルコキナーゼはヘキソキナーゼのアイソフォームであり、ヘキソキナーゼとは異なる活性化条件を持っています。すべての組織に存在するヘキソキナーゼとは異なり、グルコキナーゼは肝臓と膵臓のベータ細胞にのみ存在し、体内の機能制御メカニズムに似ています.
グルコースに対するグルコキナーゼの親和性は低く、細胞が利用できるグルコースが豊富にある場合にのみ活性化されます.空腹時や休息時など、限られた量のグルコースしか存在しない場合、ヘキソキナーゼは酵素負荷を処理できます。グルコキナーゼの最大反応速度 (Vmax) は非常に高く、グルコースが使用可能なエネルギーに急速に変換されます。グルコキナーゼは、この特定の酵素の制御メカニズムに関連する大量の食事または炭水化物の流入の後に作用します.
ヘキソキナーゼはその生成物の 1 つ (グルコース-6-リン酸) によってアロステリックに調節されますが、グルコキナーゼはインスリンによってホルモン的に制御されます。実際、グルコキナーゼは主にインスリンによって制御または誘導されます。体内でインスリンレベルが上昇すると、グルコキナーゼの転写と活性の両方が1時間以内に増加します.グルココルチコイドやトリヨードチロニンなど、他のホルモンや経路がグルコキナーゼに影響を与える可能性がありますが、グルコキナーゼ活性のための他の広範な代謝経路は、この記事の範囲を超えています.
肝臓と膵臓のグルコキナーゼの調節におけるインスリンの重要な役割により、真性糖尿病はグルコキナーゼの有効性に深刻な影響を与える可能性があり、したがってグルコースレベルが高い場合のエネルギーの生成.
最後の言葉
ヘキソキナーゼとグルコキナーゼはどちらも、細胞代謝のより大きな経路における重要なステップである解糖のプロセスにおける重要な酵素です。ほとんどの酵素反応と同様に、これら 2 つの酵素は無意識のうちに機能し、私たちの体は私たちからの入力なしにそれらの活性化を制御します.これらの酵素は小さくて取るに足らないものに見えますが、私たちのために絶え間なく働くことは、私たちが行うすべての動きへの第一歩です!
