التفاعلات التجديدية

التفاعلات التجديدية ، أو التفاعلات التجديدية ، مصطلح صاغه هانز كورنبرغ، وهو مشتق من الكلمتين اليونانيتين ἀνά (بمعنى "أعلى") و πληρόω (بمعنى "ملء")، وهي تفاعلات كيميائية تُكوّن وسائط في مسار أيضي . ومن أمثلة هذه التفاعلات دورة حمض الستريك (دورة TCA). في الوظيفة الطبيعية لهذه الدورة للتنفس الخلوي، تبقى تراكيز وسائط دورة حمض الستريك ثابتة؛ ومع ذلك، تستخدم العديد من التفاعلات الحيوية هذه الجزيئات كركائز. التفاعلات التجديدية هي عملية إعادة ملء وسائط دورة حمض الستريك التي تم استخلاصها للتخليق الحيوي (فيما يُسمى بالتفاعلات التجديدية ).

تُعدّ دورة حمض الستريك محورًا أساسيًا في عمليات الأيض، إذ تلعب دورًا محوريًا في كلٍّ من إنتاج الطاقة والتخليق الحيوي. ولذلك، من الضروري للخلية تنظيم تركيزات نواتج أيض دورة حمض الستريك في الميتوكوندريا. يجب أن يتوازن تدفق عمليات التجديد مع تدفق عمليات الهدم للحفاظ على استتباب عمليات الأيض الخلوية. ^{[ 1 ]}

هناك خمسة تفاعلات رئيسية تصنف على أنها تفاعلات تجديدية، ويقدر أن إنتاج الأوكسالوأسيتات من البيروفات له الأهمية الفسيولوجية الأكبر.

من	ل	رد فعل	ملحوظات
البيروفات	أوكسالوأسيتات	بيروفات + HCO3− + ATP${\displaystyle \longrightarrow }$أوكسالوأسيتات + ADP + Pi + H2O	يُحفز هذا التفاعل بواسطة إنزيم بيروفات كاربوكسيلاز ، وهو إنزيم يُنشط بواسطة أسيتيل-CoA ، مما يدل على نقص الأوكسالوأسيتات . ويحدث هذا التفاعل في ميتوكوندريا الحيوانات. وهو أهم تفاعل تجديدي؛ وبحسب شدة الحالة، قد يُسبب نقصه الحماض اللبني، أو قصورًا حركيًا نفسيًا حادًا ، أو الوفاة في مرحلة الرضاعة . يمكن أيضًا تحويل البيروفات إلى L-مالات ، وهو وسيط آخر، بطريقة مماثلة.
الأسبارتات	أوكسالوأسيتات	-	هذا تفاعل قابل للانعكاس يشكل الأوكسالوأسيتات من الأسبارتات في تفاعل نقل الأمين ، عبر ناقلة أمين الأسبارتات .
الغلوتامات	ألفا- كيتوغلوتارات	غلوتامات + NAD + + H2O${\displaystyle \longrightarrow }$NH 4 + + α-كيتوجلوتارات + NADH.	يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة إنزيم غلوتامات ديهيدروجينيز .
بروبيونيل-CoA	سكسينيل-CoA	-	تُعدّ الأحماض الأمينية الأساسية ، مثل الفالين والميثيونين والإيزولوسين والثريونين ، بالإضافة إلى الأحماض الدهنية ذات السلسلة الفردية وحمض البروبيونيك المُستخلص من بكتيريا الأمعاء، مصادر هامة للبروبيونيل-CoA. [ 2 ] عند أكسدة الأحماض الدهنية ذات السلسلة الفردية ، يتكوّن جزيء واحد من السكسينيل-CoA لكل حمض دهني. والإنزيم النهائي هو ميثيل مالونيل-CoA ميوتيز . يُمكن استخدام ثلاثي هيبتانوين (دهون تحتوي على ثلاثة أحماض دهنية من نوع هيبتانويك (C7:0)) لعلاج نقص إنزيم بيروفات كاربوكسيلاز.
أدينيلوسكسينات	فومارات	أدينيلوسكسينات${\displaystyle \longrightarrow }$AMP + فومارات	يُحفز هذا التفاعل بواسطة إنزيم أدينيلوسكسينات لياز ، ويحدث في عملية تخليق البيورين ودورة نيوكليوتيدات البيورين . ويؤدي خلل هذا الإنزيم إلى تأخر النمو النفسي الحركي .

يُنتج الماليت بواسطة إنزيم كربوكسيلاز PEP وإنزيم نازع هيدروجين الماليت في السيتوسول . ويمكن استخدام الماليت، الموجود في مصفوفة الميتوكوندريا ، لإنتاج البيروفات (بتحفيز من إنزيم الماليك ) أو حمض الأوكسالوأسيتيك ، وكلاهما يدخل في دورة حمض الستريك .

يمكن استخدام الجلوتامين أيضًا لإنتاج الأوكسالوأسيتات خلال التفاعلات التجديدية في أنواع مختلفة من الخلايا عبر "تحلل الجلوتامين"، وهو ما يُلاحظ أيضًا في العديد من الخلايا المُحوَّلة بواسطة c-Myc. ^{[ 3 ]} تُساهم الإنزيمات التجديدية في مسار بديل لإفراز الأنسولين من خلال المساعدة في إنتاج جزيئات الإشارة السيتوبلازمية. ^{[ 4 ]} تحتوي خلايا بيتا البنكرياسية ، التي تُنظِّم مستوى الجلوكوز في الدم عن طريق إفراز الأنسولين، على كميات كبيرة من إنزيم بيروفات كاربوكسيلاز. ^{[ 4 ]} وقد وُجد انخفاض في إفراز الأنسولين والنشاط التجديدي في خلايا بيتا التي لا تحتوي على عامل نقص الأكسجين القابل للحث -1 بيتا. ^{[ 5 ]}

يُعد نقص إنزيم بيروفات كاربوكسيلاز اضطرابًا استقلابيًا وراثيًا يتسم بانخفاض كبير في عمليات التجديد الأيضي. ويمكن استخدام ركائز تجديدية أخرى، مثل ثلاثي هيبتانين، وهو ثلاثي غليسيريد يحتوي على عدد فردي من ذرات الكربون، لعلاج هذا الاضطراب. ^{[ 6 ]}