Fruktose- og galaktosemetabolismen

Som energikilde er glukose det viktigste monosakkaridet, men fra kostholdet får vi også galaktose og fruktose. Vi har ikke egne enzymer som kan produsere energi direkte fra disse, men begge kan metaboliseres ved glykolyse. Dette forutsetter at de først omdannes til glukose eller en annen metabolitt i glykolysen. Hvordan fruktose og galaktose metaboliseres er beskrevet i denne artikkelen.

Denne artikkelen tilhører artikkelserien om metabolismen.

Relaterte artikler:

Fruktosemetabolismen

Fruktose finner vi i en rekke matvarer. Først og fremst er det en bestanddel i disakkaridet sukrose, eller vanlig bordsukker. I tillegg finner vi litt fri fruktose i frukt og grønnsaker. På samme måte som er tilfelle for glukose må fruktosen først fosforyleres. Dette bidrar til å fange molekylet inne i cellen, samt at molekylet destabiliseres slik at det kan metaboliseres videre. Vi har to enzymatiske veier for fosforylering av fruktose, fruktokinase og hexokinase (det samme enzymet som vi fant i glykolysen). Fruktokinase fosforylerer fruktose på karbon nummer en, slik at det produseres fruktose-1-fosfat (F1P). Hexokinase fosforylerer fruktosen på karbon nummer seks, og vi produserer fruktose-6-fosfat (F6P), som er en metabolitt vi kjenner fra glykolysen.

Mesteparten av fruktosen metaboliseres i leveren, og da først og fremst via fruktokinase. Hexokinase har høy affinitet for glukose, så normalt sett er det lite fruktose som metaboliseres denne veien. Dersom fruktosemengden i leveren blir høy kan imidlertid en del fruktose også metaboliseres av hexokinase og gå direkte inn i glykolysen. Det er bare leveren, nyrene og tarmcellene som har fruktokinase, så den fruktosen som havner i andre vev må metaboliseres via hexokinase.

Bilde: www.themedicalbiochemistrypage.org

Bilde: www.themedicalbiochemistrypage.org

F1P som produseres ved hjelp av fruktokinase kan ikke fosforyleres videre til fruktose-1,6-bisfosfat slik som F6P kan. Derfor trenger vi et annet enzym, aldolase B, som finnes i de tre vevene som har fruktokinase. Aldolase B kløyver F1P slik at det dannes to trekarbonenheter, dihydro acetonfosfat (DHAP) og glyceraldehyd. DHAP kjenner vi fra glykolysen, mens glyceraldehyd må fosforyleres til glyceraldehyd-3-fosfat (GAP) for å kunne gå inn i glykolysen. Denne fosforyleringen skjer ved hjelp av enzymet triose kinase.

Nedbrytningen av fruktose gjennom glykolysen skjer raskere enn glukose. Dette er fordi produksjonen av DHAP og GAP fra fruktose omgår det hastighetsregulerende steget i glykolysen, som katalyseres av fosfofruktokinase. Etter at fruktosen fosforyleres til F1P vil aldolase B effektivt metabolisere dette videre, slik at fruktosen ikke hoper seg opp. Glyceraldehyd kan gjennom et par enzymatiske steg også omdannes til glyserol, som er en viktig komponent i triglyserider som er lagringsformen for fettsyrer.

Galaktosemetabolismen

Galaktose finner vi først og fremst som en bestanddel av disakkaridet laktose/melkesukker, men også som fri galaktose i noen matvarer ettersom galaktose ofte er en bestanddel i ulike glykoproteiner. Metabolismen av galaktose har endeproduktet glukose-6-fosfat (G6P) , som vi kjenner fra glykolysen.

Den første reaksjonen er som for andre monosakkarider en fosforyleringsreaksjon. Enzymet galaktokinase (GALK) fosforylerer galaktosen på karbon nummer en, og vi får galaktose-1-fosfat. I den neste reaksjonen reagerer galaktose-1-fosfat med UDP-glukose, som er et glukosemolekyl koblet til uridin difosfat (UDP). Denne reaksjonen katalyseres av transferaseenzymet galaktose-1-fosfat uridyltransferase (GALT).  Produktene av denne reaksjonen er UDP-galaktose og glukose-1-fosfat (G1P). G1P er substrat for ny produksjon av UDP-glukose, men kan også omdannes til G6P og gå inn i glykolysen/glukoneogenesen.

UDP-galaktose kan ved hjelp av enzymet UDP-galaktose 4-epimerase (GALE) omdannes til UDP-glukose. Denne UDP-glukosen kan benyttes som substrat for transferaseraksjonen beskrevet over her, som produserer substrater for glykolyse/glukoneogenese. Denne prosessen gjør at galaktosemetabolismen ikke går tom for UDP-glukose, siden denne dannes fra UDP-galaktose.

Bilde: www.themedicalbiochemistrypage.org

Bilde: www.themedicalbiochemistrypage.org

Galaktose spiller en viktig rolle som bestanddel i en rekke glykosylerte forbindelser i kroppen vår, og vi er derfor avhengig av galaktose for å få dannet disse forbindelsene. Under amming trenger kvinner galaktose for å kunne produsere laktose til melken. Likevel er ikke galaktose et essensielt næringsstoff for oss, siden epimerasereaksjonen som omdannet UDP-galaktose til UDP-glukose ved hjelp av GALE er reversibel. Vi kan derfor ved behov produsere den galaktosen vi trenger selv fra glukose.

Oppsummering

Fruktose og galaktose er monosakkarider vi får fra maten, og i tillegg produserer vi også en del galaktose selv ved behov. Galaktose har en viktig funksjon ved å være bestanddel av en rekke glykosylerte forbindelser, deriblant glykoproteiner og glykolipider. Både fruktose og galaktose kan inngå i energimetabolismen ved å omdannes til glukose eller metabolitter i glykolysen.

Tilbake til artikkelserien om metabolismen.

4 comments to Fruktose- og galaktosemetabolismen

Legg inn en kommentar