Die Gluconeogenese ist die Synthese von Glucose aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorstufen. Diese werden entweder in Pyruvat, die Ausgangsverbindung der Gluconeogenese, umgewandelt oder ihre Abbauprodukte Oxalacetat und Dihydroxyacetonphosphat treten an anderen Stellen in den Stoffwechselweg ein. Zu den Nicht-Kohlenhydrat-Vorstufen gehören:
glucogene Aminosäuren
Lactat
Glycerin
Zu welchen Anteilen die unterschiedlichen Vorstufen zur Gluconeogenese beitragen, ist abhängig von der allgemeinen Stoffwechsellage. Die Gluconeogenese findet überwiegend in Leber und Niere statt. Die Vorgänge in den beiden Organen unterscheiden sich im Wesentlichen durch das Substratangebot: In der Niere sind es insbesondere die glucogenen Aminosäuren, deren Kohlenstoffgerüst nach der Transaminierung für die Gluconeogenese genutzt wird, in der Leber überwiegen dagegen Lactat und Glycerin als Substrate.
Reduktion von Pyruvat zu Lactat
(nach Endspurt Biochemie 1, Thieme, 2013)
Abbau von Valin, Isoleucin, Threonin und Methionin zu Succinyl-CoA
(nach Endspurt Biochemie 1, Thieme, 2013)
Umwandlung von Propionyl-CoA in Succinyl-CoA
Propionyl-CoA wird zunächst von der Propionyl-CoA-Carboxylase zu D-Methylmalonyl-CoA carboxyliert. Als Lieferant für die Carboxygruppe dient Biotin, das in einer ATP-verbrauchenden Reaktion mit CO2 beladen wird. Das D-Methylmalonyl-CoA wird von einer Racemase zu L-Methylmalonyl-CoA epimerisiert und dieses anschließend zu Succinyl-CoA isomerisiert. Katalysiert wird die Isomerisierung von der Methylmalonyl-CoA-Mutase, die Cobalamin (Vitamin B12) als Cofaktor benötigt. Succinyl-CoA wird später in den Citratzyklus eingeschleust.
(nach Endspurt Biochemie 1, Thieme, 2013)
