酵素についての質問: へキソキナーゼとグルコキナーゼについて

名無しの医療関係者 1

酵素に関しての質問です。肝臓のグルコキナーゼの KM 値 (親和性) が解糖系では比較的高い理由は、グルコースを生成し高レベルを保つためなのでしょうか。HK の Vmax (最大短縮速度) が低いのは何故ですか?エネルギー貯蓄量が高いときに解糖系が反応することと何か関係がありますか?あまり理解できていない領域です

追記: 2 つ目の質問はどちらかというと、次の質問に置き換えた方がよいかもしれません。

概念的なとらえ方をした方がよいのかもしれませんが、低い KM と低い Vmax がどうやって等しいと言えるのでしょうか。KM は 0.5 Vmax に濃縮され、逆説的に親和性を説明していることになると理解しています。

 

名無しの医療関係者 2

グルコギナーゼの KM はヘキソキナーゼよりも低いので、血中のグルコースはすぐに筋肉組織へと吸収されます。他に懸念事項がない場合は、肝臓のグルコースを調べる必要はないと思われます。筋肉の状態さえわかればそれで十分です。他に原因はある可能性はもちろんありますが、ほぼ間違いないでしょう。

追記: グルコギナーゼとヘキソキナーゼの主な働きで細胞内のグルコースが隔離され、細胞膜を隔てた移動による拡散を防ぎます。

スレ主さんの 2 つ目の質問ですが、私は酵素の中で Km が必ずしも Vmax と同等になるとは思っていません。高い Km と低い Vmax、高い Km と高い Vmax の場合もあります。

どのような結果が出るかは特定の酵素によります。スレ主さんは得られた反応に対する変数を変えることを議題にしているのなら、回答になるのかわかりませんし、私のコメントが該当しないかもしれないとも思っています。念のため書き込みしました。

 

名無しの医療関係者 1 > 名無しの医療関係者 2

こちらへの書き込み、本当にありがとうございます。まさに最初の質問についてのコメントは腑に落ちましたし、自分の知識に自信を持てました。正直なところ、それらがグルコース隔離酵素だとは思っていませんでしたが、説明を読んで納得しました。2 つ目の質問については、FA 2016 の 86 ページにある表を参照しています。この表を理解しようとしているのですが、この表の中で、グルコギナーゼよりも低い Vmax の値を有するヘキソキナーゼについて記載があります。

 

名無しの医療関係者 2  > 名無しの医療関係者 1

そうですね、なぜそうなっているのか根本的なことはわかりません。だけど、KM 値と関係しているとは思えないです。MM 式 (Michaelis-Menten式) は KM 値とVmax で成り立ちますけれど…。とはいえ、それも特定の酵素について KM 値と Vmax を比較した場合です。異なる酵素同士のKM 値と Vmax の関係は、リンゴとオレンジの酵素の関係に当てはまると思います。お役に立てればよいのですが。

 

名無しの医療関係者 3

Km は 糖輸送体 (GLUT 2 トランスポーターは肝臓と膵臓 B 細胞にある) の中では値が高いです。これは、これらの細胞が血糖値をモニタリングする働きを担っており、適切な機能維持をすることに貢献していると考えられます。同時に、これらの細胞がグルコギナーゼを使いってグルコースを G6P に変換することが知られています。 ATP から始まって、ATP を使って K + チャネルをブロックし、K + は細胞で増加 (脱分極)、そして C++ チャネルを活性化させることで C++ が細胞内に入り、インスリンの放出を促する。それが、リンパ液から放出されます。Km は骨格筋 (およびその他大部分の細胞) で値が低い、そして GLUT-4 が蓄積されていると、筋細胞はより多くのグルコースを取り入れることが可能になります。その状態になると、他の体細胞はヘキソキナーゼを同じ工程で吸収しようとし、グルコギナーゼは使われてしまっているので、グルコースを分解します。

このシステムはグルコースが急に増加した場合にも、その突然の変化に対応できるような微調整を可能にしています。実際にこのシステムはうまく機能します。より多くのグルコースが体内に放出されると、制御細胞がインスリンの量を把握し、放出量に反応、最終的にグルコースはリンパ液から収集され、リンパ液内は正常値に戻り、インスリンの放出が減少します。

 

名無しの医療関係者 1 > 名無しの医療関係者 3

詳細なご回答をいただき、ありがとうございます。理解しました。

 

名無しの医療関係者 2

ちょっと気になることが…。グルコキナーゼは、ヘキソキナーゼと比較した場合、グルコースに対する親和性が低いんです。なので、ヘキソキナーゼよりも高い KM 値になります。

 

名無しの医師 1 > 名無しの医療関係者 1

もっとも大切なことは、グルコースを末梢組織 (筋肉と脂肪細胞) が肝臓より手前で吸収することで、親和性は末梢に比べると高く、Km は HK に対してより低くなります。肝臓の働きは上昇しすぎた血糖値を緩和することなので、飽和容量は高い (Vmax は高め) です。インスリンは食事で摂取されるグリコーゲンを自然に上昇させます。

まだまだたくさんの意見や会話が出そうな感じですが、すでに多くの回答者が中身の濃い話をしてくれていますね。

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