Loading article…
グルコース6-リン酸（G6P、ロビンソンエステルとも呼ばれる）は、6位の炭素上のヒドロキシ基がリン酸化されたグルコース糖である。この二価アニオンは細胞内で非常に一般的であり、細胞内に入るグルコースの大部分はこのようにリン酸化される。
細胞内化学において重要な位置を占めるグルコース6-リン酸は、細胞内で様々な運命をたどる可能性がある。グルコース6-リン酸は、解糖系とペントースリン酸経路という2つの主要な代謝経路の起点となる。
これら2つの代謝経路に加えて、グルコース6-リン酸はグリコーゲンまたはデンプンに変換されて貯蔵される場合もある。ほとんどの多細胞動物では、グリコーゲンとして肝臓や筋肉に貯蔵され、その他のほとんどの生物では、細胞内デンプンまたはグリコーゲン顆粒として貯蔵される。
細胞内では、グルコースの6位炭素がリン酸化されることでグルコース6-リン酸が生成される。この反応は、ほとんどの細胞ではヘキソキナーゼという酵素 によって触媒され、高等動物では、特に肝細胞などの特定の細胞ではグルコキナーゼによって触媒される。この反応では、1分子のATPが消費される。
KEGG Pathway Databaseの化合物C00031。KEGG Pathway Databaseの酵素2.7.1.1。KEGG Pathway Databaseの化合物C00668。KEGG Pathway Databaseの反応R01786。
グルコースがすぐにリン酸化される主な理由は、細胞外への拡散を防ぐためである。リン酸化によって荷電したリン酸基が付加されるため、グルコース6-リン酸は細胞膜を容易に通過できなくなる。
グルコース6-リン酸は、グリコーゲン分解の過程で、グリコーゲンポリマーの分解によって最初に生成されるグルコース1-リン酸からも生成される。
NADP +とNADPHの比率が増加すると、体はより多くの NADPH (脂肪酸合成や赤血球中のグルタチオン還元など、いくつかの反応の還元剤) を生成する必要があります。[ 1 ]これにより、グルコース 6-リン酸デヒドロゲナーゼによってG6P が6-ホスホグルコン酸に脱水素化されます。[ 1 ]この不可逆反応は、有用な補因子 NADPH と、他の分子の合成のための炭素源であるリブロース-5-リン酸を生成するペントースリン酸経路の最初のステップです。 [ 1 ]また、体が成長と合成のために DNA のヌクレオチド前駆体を必要とする場合、 G6Pも脱水素化されてペントースリン酸経路に入ります。[ 1 ]
細胞が合成のためにエネルギーや炭素骨格を必要とする場合、グルコース6-リン酸が解糖の標的となる。[ 2 ]グルコース6-リン酸は、まず補因子としてマグネシウムを使用するホスホグルコースイソメラーゼによってフルクトース6-リン酸に異性化される。[ 2 ]
KEGG Pathway Databaseの化合物C00668。KEGG Pathway Databaseの酵素5.3.1.9。KEGG Pathway Databaseの化合物C05345。KEGG Pathway Databaseの反応R00771。
この反応は、グルコース6-リン酸をフルクトース6-リン酸に変換し、フルクトース1,6-ビスリン酸へのリン酸化の準備を整えます。[ 2 ] 2番目のリン酸基の付加によるフルクトース1,6-ビスリン酸の生成は不可逆的なステップであるため、グルコース6-リン酸の分解を不可逆的に標的とし、解糖系を介してATP生成のためのエネルギーを供給するために使用されます。
以下の遺伝子、タンパク質、代謝物をクリックすると、それぞれの記事にリンクします。[ §1 ]
血糖値が高い場合、体は余分なグルコースを貯蔵する方法を必要とします。グルコースはG6Pに変換された後、ホスホグルコムターゼによってグルコース1-リン酸に変換されます。グルコース1-リン酸は、 UTPの加水分解によってリン酸が放出されることで、ウリジン三リン酸（UTP）と結合してUDP-グルコースを形成します。活性化されたUDP-グルコースは、グリコーゲンシンターゼの助けを借りて、成長中のグリコーゲン分子に付加されます。これは、1分子のグルコースを貯蔵するのに必要なATPは1つだけで、貯蔵庫から取り出すのにほとんどエネルギーを必要としないため、グルコースの非常に効率的な貯蔵メカニズムです。グルコース6-リン酸はグリコーゲンシンターゼのアロステリック活性化因子であり、これは、グルコースレベルが高い場合、体は余分なグルコースをグリコーゲンとして貯蔵すべきであることから理にかなっています。一方、グリコーゲンシンターゼは、高ストレス時や低血糖時にグルカゴンやアドレナリンによるホルモン誘導を介してプロテインキナーゼによってリン酸化されると阻害される。
体がエネルギー源としてグルコースを必要とする時、グリコーゲンホスホリラーゼはオルトリン酸の助けを借りて、グリコーゲン鎖から分子を切り離します。切り離された分子はグルコース1-リン酸の形をとり、ホスホグルコムターゼによってG6Pに変換されます。次に、G6Pのリン酸基はグルコース6-ホスファターゼによって切断され、遊離グルコースが生成されます。この遊離グルコースは細胞膜を通過して血流に入り、体内の他の部位へと運ばれます。
肝細胞は小胞体内に膜貫通酵素であるグルコース-6-ホスファターゼを発現する。触媒部位は膜の内腔側にあり、グリコーゲン分解または糖新生中に生成されたグルコース-6-リン酸からリン酸基を除去する。遊離グルコースはGLUT7を介して小胞体から輸送され、 GLUT2を介して血流中に放出され、他の細胞に取り込まれる。筋細胞はこの酵素を持たないため、筋線維はグルコース-6-リン酸を解糖などの独自の代謝経路で利用する。重要なことに、これにより筋細胞は蓄積したグリコーゲンを血中に放出するのを防ぐことができる。