Exokinase og glucokinase er to enzymer, der griber ind i den første fase af glykolyse.
Hexokinase er i stand til at omdanne glukose til glucose 6-phosphat i celler: dette tillader glukose at trænge ind i cellerne, indtil glykæmien er vendt tilbage til de korrekte værdier; hvis phosphoryleringen af glucose ikke forekom i cellerne, ville dens indtræden i cellerne stoppe, så snart den intracellulære glukosekoncentration er lig med den ekstracellulære.
Hexokinase er til stede i alle celler i organismen og i alle celler phosphorylerer den glukose for at reducere dens intracellulære koncentration, så ved gradient kan glukose fortsætte med at trænge ind i cellerne: med denne proces reguleres glykæmien i blodet efter at have spist.
Hvis der produceres mere ATP gennem glykolyse, end der bruges, kan den glykolytiske vej sænkes; en af strategierne til at gøre dette er at bremse virkningen af hexokinasen. Hexokinasen er genstand for produktinhibering; denne enzine har ud over det katalytiske sted, hvori substratet binder, mange andre steder, der er i stand til at genkende en modulator: hvis glucose 6-phosphat har tendens til at akkumulere, kan dette produkt hæmme allosterisk på hexokinase. Glucose 6-fosfat forbruges, mens den udfører virkningen af en ikke-konkurrencedygtig hæmmer på enzymet (ved virkningen af enzymet i det andet trin), så ved lov om massevirkning skifter ligevægten mod dannelsen af produktet, og processen genoptages.
Glukose 6-fosfat produceres inde i cellerne i stor koncentration, så der er en stærk hæmning af virkningen af hexokinasen (som derfor ikke længere er i stand til at nedbryde glukose): for at sikre, at glukose imidlertid bliver phosphoryleret, enzymet glucokinase griber ind.
I cellerne i leveren (og delvist i nyrerne) induceres ekspressionen af genet, der koder for glucokinase, via et passende signal givet af insulin. Hvis blodsukkeret stiger, produceres insulin, et hormon produceret af betacellerne i bugspytkirtlen; med produktion af insulin sendes en besked til målcellerne, som i dette tilfælde er hepatocytter (leverceller) og adipocytter (celler af fedtvæv). På disse celler er der et specielt protein, kaldet receptor, som genkender insulin og binder det til at danne et insulin-receptorkompleks; alt dette oversætter til en række signaler, der fører til en eller flere strategier (metaboliske veje) til at reducere koncentrationen af intracellulær glukose: især enzym-substratkomplekset inducerer ekspression af et gen, der koder for glucokinase.
Glucokinase er et enzym, der ligesom hexokinase kan overføre et phosphoryl fra ATP til glucose, men har en anden struktur end hexokinase: det besidder ikke produktets negative modulatorsted; derfor forekommer glucosephosphorylering i hepatocytter endda uden for energibehovet, indtil blodsukkeret når normale niveauer.
L "hexokinase er et allestedsnærværende enzym, der er til stede i alle celler; glucokinase er på den anden side typisk for leverceller (c" er kun i leveren). Glucokinase har en forbigående tilstedeværelse, den findes faktisk efter at have spist, når blodsukkeret kan gå fra 5 mM til 12-14 mM.
Glucokinase er et inducerbart enzym, det vil sige, det er til stede i cellen, når det har brug for det, og er ikke til stede, hvis dets virkning ikke er nødvendig (det er et skrøbeligt enzym), mens hexokinase er et enzym, der er til stede i alle celler ved en koncentration næsten konstant (konstitutivt enzym) og er meget resistent.
Derfor tillader glukokinasen en hurtigere reduktion af den intracellulære glukosekoncentration og følgelig falder koncentrationen af glukose i blodet, fordi den gradvist kommer ind i cellerne.
Glucokinase er følsom over for proteolytiske enzymer, der efter nogen tid nedbryder det; hvert molekyle af nedbrudt glucokinase skal erstattes af et andet molekyle, så længe insulinsignalet er til stede; når insulinkoncentrationen sænkes, forbliver glucokinaseproduktionen og kun hexokinase.
I en hepatocyt skal der ud over glykolyse også ske en hurtig opsamling af blodglukose med det formål at beholde den som reserve og bruge den i tilfælde af behov: glucose 6-fosfat akkumuleres i hepatocytterne og efter passende transformationer, det bliver spørgsmål om reserve (glykogen). Glykogen er et polysaccharid, der udgør kroppens energireserve; det akkumuleres i cellerne (især i leveren og musklerne) i form af granulater; hvis du ikke tager nok kulhydrater gennem kosten, nedbrydes glykogenlagrene
FORTSÆTTER: Anden del af glykolyse "
