background image

Lecture 5 

Gluconeogenesis 

Objectives

:

aDescribe the physiological states in which 

gluconeogenesis is active & substrates involved.

b- State which tissues are involved.

c- Describe the key reactions & their 

regulations.

d- Explain the recipricol regulation between 

glycolysis and gluconeogenesis.  


background image

● Synthesis of a new Glc from non-CHO precursor 
like lactate,pyruvate,glycerol,AAs

( called glucogenic AAs ).

● Location: liver,kidney ( main sites ) & less in the 
intestine.
● Function: The liver acts as a productive organ of 
Glc to compensate the low level of blood glucose , 
so gluconeogenesis is active during :

1- During fasting & starvation ( periods of 

limited CHO intake & liver glycogen exhaustion).

2- During prolonged muscle exercise as 

mentioned before. The Cori ̛s cycle of lactate ( 
lactic acid cycle).

MSD


background image

● The triglyceride(Fat) or TAG 
hydrolyzed by 

lipases

(Lipolysis) in 

adipose tissue to give Glycerol & fatty 
acids. Glycerol moves into the liver & 
by 

kinase

→ Glycerol 3-P then by 

dehydrogenase

→ DHAP & by 

isomerase

→ Glyceraldehyde 3-P ( triose 3-P ) 
then by reverse reactions of glycolysis 
into Glc. to supply the brain.          MSD


background image

3- Tissue protein breakdown ( Proteolysis)

contribute to form Glc by different AAs ( 
glucogenic AAs).These AAs on deamination 
or transamination ( catabolic reactions of 
AAs ) give keto acid of that AA.

e.g. Alanine(Ala)→ NH

2

+ pyruvate 

( glycolysis end product)

Glutamate(Glu)→ NH

α-KG 

( TCA cycle intermediate )

Pyruvates & 

α-KG by gluconeogenic 

reactions can produce Glc. The gluconeogenesis
pathway is the reversal of glycolysis except three 
that must be passed :                                 

MSD


background image

1- Phosphorylation of Glc by 

HK

.

2- Conversion of Frc6-P to Frc1,6bisP by 

PFK

.

3- Conversion of PEP to pyruvate by 

PK

.

A good example is Muscle Ala

Ala(muscle)→ Ala(blood)→Ala(liver)by 
transamination → pyruvate(liver) → Glc(liver) 
→Glc ( blood).
● Reactions:

1- Pyru. Carboxylation(matrix)
Pyru. + ATP + Mg+

²  + CO

2

+ Biotin by 

Carboxylase

→ OAA (matrix).

2- OAA + NADH by malate 

DH

→malate(matrix)

MSD


background image

3-

malate ( matrix) → malate ( cytosol )

4-

malate by 

DH

→ OAA ( cytosol)

5-

OAA(cytosol) + GTP by 

PEP

carboxykinase

→ PEP ( cytosol )

6 -

PEP→→→→→ Frc1,6bisP

this conversion occurs by sequential reactions 

catalyzed by 6 enzymes ( simply 
the reverse of glycolytic ones).

7-

Frc1,6bisP by 

Frc1,6 bisphosphatase

Frc1,6bisPase) 

→Frc6-P.

[

Frc1,6bisPase 

is an allosteric enzyme activated 

by citrate & inhibited by AMP & Frc2,6bisP]

8-

Frc6-P by 

isomerase

→Glc6-P

MSD


background image

9-

Glc6-P by 

phosphatase ( Glc6Pase

)→    

Glc.+ Pi  .

GlcPase

is found in liver,kidney,small intestine 

but not in muscles, so muscles do not contribute 
Glc to the blood.

The conversion of 2 Pyruvates to 1 Glc uses 4 

ATP & 2 GTP = 6 ATP .    Therefore, 
gluconeogenesis is unlike glycolysis is an

E- consuming pathway. 

● Regulation :

Stimulated by ; 

1- glucagon , glucocorticoids, epinephrine ( 

adrenaline) & cAMP.  

MSD


background image

2- Substrates like glucogenic AAs.            MSD
3- Starvation since AcetylCoA acts as 

allosteric activator of 

pyruvate carboxylase (PC)

.

Inhibited by Insulin & after CHO feeding 

( meal )

● Key enzymes : 1-

Carboxylase

2-

PEP carboxykinse 3- Frc1,6bisPase

4- Glc6Pase(G6Pase).

☻Genetic defect 

( Multiple Carboxylase 

deficiency )

.

● Glycolysis versus Gluconeogenesis 

When blood Glc level is increased after a 

meal of CHO ( fed state) , insulin is largely


background image

Secreted from the pancreas to  stimulate ( 

induce ) Glc uptake in muscles & adipose tissues 
and also cause increased glycolytic enzyme 
activity in liver ( 

GK,PFK-1,PK). 

Certainly 

gluconeogenesis is  not required in this 
condition . But,in case of prolonged ( fast state)

- Starvation ( Bl. Glc level is decreased ) and in 

case of Diabetes mellitus [ Glc level is high due 
to insulin deficiency or tissue insensitivity 
( resistivity )] , then insulin- antagonists 
hormones ( glucagon,epinephrine & 
glucocorticoids) stimulate gluconeogenesis 

enzymes activity 

(PC,PEPcarboxykinase,G6Pase

).




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 10 أعضاء و 113 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل