Gluconeogenese

Die Gluconeogenese ist eine Neubildung der Glukose aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorstufen, meist aus Pyruvat. Weitere Ausgangsstoffe können Glycerin, Di- und Tricarbonsäuren sein. Bei diesem Prozeß können einige Teilschritte der Glykolyse in rückwärtiger Richtung durchlaufen werden, wobei jedoch 3 energetisch ungünstige Reaktionsschritte durch spezifische Gluconeogeneseprozesse ausgetauscht werden.

Die Gluconeneogenes findet beim Menschen vor allem in der Leber und in den Nieren statt. Wichtig wird sie vor allem bei einer verstärkten Laktatbildung durch Muskelarbeit (Muskelkater) und beim Hunger zur Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels.

Die spezifischen Prozesse der Gluconeogenese sind:

• die regulatorischen Schritte in der (indirekten) Umwandlung von Pyruvat (Pyr) zu Phosphoenolpyruvat (PEP); diese vollziehen sich teilweise im Mitochondrion, sie erforden somit ein Shuttle-System (den Malat-Aspartat-Shuttle) und umfassen
  • die Carboxylierung von Pyruvat zu Oxalacetat (OA) unter ATP-Verbrauch (Pyruvat-Carboxylase);
  • die phosphorylierende Decarboxylierung von OA zu PEP unter GTP-Verbrauch (PEP-Carboxykinase);
• Phosphofructokinase und Hexokinase (Glucokinase) der Glykolyse sind in der Gluconeogenese durch die entsprechenden Phosphatasen ersetzt (Abspalten von Phosphat, keine Rückgewinnung von ATP). Pyruvatkinase wird, wie oben geschildert, durch eine Reaktionsfolge umgangen, die durch Verbrauch zweier Nucleosid-triphosphate (NTPs) in die gewünschte anabole Richtung "getrieben" wird.

Siehe auch: Glyoxylat-Zyklus, Fructose-6-Phosphat

Abbildung: Glykolyse (Glukose $\rightarrow$ Pyruvat) und Gluconeogenese (Pyruvat $\rightarrow$ Glukose)