Анаеробне розщеплення глюкози до молочної кислоти регулюється відповідними ферментами. Укажіть, який фермент є головним регулятором цього процесу.

Чому це правильна відповідь

Анаеробне розщеплення глюкози до лактату є класичним шляхом субстратного енергетичного забезпечення клітин за умов недостатнього постачання кисню або високої інтенсивності роботи, коли окисне фосфорилювання не може покривати потреб у АТФ. Цей шлях повністю локалізований у цитозолі й регулюється кількома ферментами, серед яких вирішальне місце займає фосфофруктокіназа-1 (ФФК-1). ФФК-1 каталізує перетворення фруктозо-6-фосфату у фруктозо-1,6-бісфосфат — це швидкістьлімітуюча, найважливіша регуляторна реакція всього гліколізу, включно з анаеробним його варіантом. Механізм регуляції ФФК-1 є яскравим прикладом алостеричної модифікації: фермент чутливий до рівня АТФ (інгібує), АМФ та АДФ (активують), а також до цитрату (інгібує), який відображає інтенсивність роботи циклу Кребса. Під час анаеробіозу накопичується АМФ та знижується концентрація АТФ, що знімає гальмування ФФК-1 і різко стимулює гліколіз. Додатковим потужним активатором у тканинах є фруктозо-2,6-бісфосфат — продукт дії PFK-2, який формує максимальну швидкість гліколітичного потоку навіть за наявності підвищеного АТФ. Оскільки анаеробний гліколіз закінчується перетворенням пірувату у лактат за допомогою лактатдегідрогенази, саме швидкість утворення пірувату визначає інтенсивність усього процесу. Цю швидкість контролює саме ФФК-1, адже після її реакції весь подальший шлях є незворотним у сенсі регуляції потоку: чим більше фруктозо-1,6-бісфосфату утворюється, тим більше субстратів потрапляє до стадій, що ведуть до утворення пірувату. Клінічний аспект також підтверджує ключову роль ФФК-1: при її спадковій недостатності (глікогеноз VII типу) гліколіз у м’язах не може забезпечити енергію, особливо анаеробно, що проявляється м’язовою слабкістю та ранньою втомою. Отже, саме цей фермент є центральним регулятором анаеробного шляху перетворення глюкози на лактат, що й визначає правильність відповіді.