Glikolizė yra visas procesų rinkinys, kurį kūnas vykdo automatiškai. Kaip žinoma, žmogui reikia daug energijos, kad jis galėtų atlikti visą savo kasdienę veiklą, tam jis turi laikytis geros dietos, pagrįstos daržovėmis, baltymais, vaisiais ir, visų pirma, turėti vieną svarbiausių energijos šaltinių, pavyzdžiui, gliukozė. Gliukozė patenka į kūną per maistą ir skirtingomis cheminėmis formomis, kurios vėliau bus paverstos kitomis, tai vyksta dėl skirtingų medžiagų apykaitos procesų.
Kas yra glikolizė
Turinys
Glikolizė reiškia būdą, kuriuo organizmas pradeda skaidyti gliukozės molekules, kad gautų medžiagą, galinčią suteikti kūnui energijos. Tai yra metabolizmo kelias, atsakingas už gliukozės oksidavimą, siekiant įgyti ląstelės energijos. Tai yra tiesioginis būdas užfiksuoti šią energiją, be to, tai yra vienas iš būdų, kuris paprastai pasirenkamas angliavandenių apykaitoje.
Tarp savo funkcijų yra generuoti didelės energijos molekules NADH ir ATP kaip ląstelių energijos atsiradimo fermentacijos ir aerobinio kvėpavimo procesuose priežastis.
Kita funkcija, kurią atlieka glikolizė, yra piruvato (pagrindinės ląstelės metabolizmo molekulės) sukūrimas, kuris pereina į ląstelių kvėpavimo ciklą kaip aerobinio kvėpavimo elementą. Be to, jis sukuria 3 ir 6 anglies tarpinius produktus, kurie paprastai naudojami skirtinguose ląstelių procesuose.
Glikolizė susideda iš 2 etapų, kiekvienas susideda iš 5 reakcijų. 1 etapas apima pirmąsias penkias reakcijas, tada pradinė gliukozės molekulė paverčiama dviem 3-fosfogliceraldehido molekulėmis.
Šis etapas paprastai vadinamas paruošiamuoju etapu, tai yra, kai gliukozė yra padalinta į dvi molekules, kurių kiekvienoje yra 3 anglies atomai; turinčios dvi fosforo rūgštis (dvi gliceraldehido 3 fosfato molekules). Taip pat gali būti, kad glikolizė vyksta augaluose, paprastai šią informaciją paprastai paaiškina glikolizė pdf.
Glikolizės atradimas
1860 m. Buvo atlikti pirmieji tyrimai, susiję su glikolizės fermentu, kuriuos paruošė Louis Pasteur, kuris atrado, kad fermentacija vyksta dėl įvairių mikroorganizmų įsikišimo, po metų, 1897 m., Eduardas Buchneris atrado ekstraktą ląstelė, kuri gali sukelti fermentaciją.
1905 m. Buvo dar vienas indėlis į teoriją, nes Arthuras Hardenas ir Williamas Youngas nustatė, kad fermentacijai vykti būtinos molekulinės masės ląstelių frakcijos, tačiau šios masės turi būti aukštos ir jautrios šilumai, tai yra, jos turi būti fermentai.
Jie taip pat teigė, kad reikalinga mažos molekulinės masės ir karščiui atspari citoplazmos frakcija, tai yra ATP, ADP ir NAD + tipo kofermentai. Buvo daugiau detalių, kurios buvo patvirtintos 1940 m. Įsikišus Otto Meyerhofui ir Luisui Leloirui, kurie po kelerių metų prisijungė prie jo. Jie turėjo tam tikrų sunkumų nustatydami fermentacijos kelią, įskaitant trumpą gyvenimo trukmę ir mažą tarpinių medžiagų koncentraciją glikolitinėse reakcijose, kurios visada buvo greitos.
Be to, buvo įrodyta, kad glikolizės fermentas vyksta eukariotų ir prokariotų ląstelių citozolyje, tačiau augalų ląstelėse glikolitinės reakcijos vyko kalvino cikle, kuris vyksta chloroplastuose. Filogenetiškai senovės organizmai yra įtraukti į šio kelio išsaugojimą, būtent jiems jis yra laikomas vienu iš seniausių metabolizmo būdų. Baigę šią glikolizės suvestinę, galite plačiai kalbėti apie jos ciklus ar fazes.
Glikolizės ciklas
Kaip minėta anksčiau, yra keletas glikolizės fazių ar ciklų, kurie yra nepaprastai svarbūs, tai yra energijos sąnaudų etapas ir energijos naudos etapas, kurį galima paaiškinti kaip glikolizės schemą arba paprasčiausiai išvardijant kiekvieną iš glikolizės reakcijų. Savo ruožtu jie yra suskirstyti į 4 dalis arba pagrindinius elementus, kurie bus išsamiai paaiškinti toliau.
Energijos išlaidų etapas
Tai yra fazė, atsakinga už gliukozės molekulės transformavimą į dvi gliceraldehido molekules, tačiau, kad tai įvyktų, reikia 5 žingsnių, tai yra heksokinazė, gliukozės-6-P izomerazė, fosfofruktokinazė, aldolazė ir triozė. fosfato izomerazė, kuri bus išsamiai aprašyta toliau:
- Heksokinazė: norint padidinti gliukozės energiją, glikolizė turi sukelti reakciją, tai yra gliukozės fosforilinimas. Kad šis aktyvavimas įvyktų, reikalinga fermento heksokinazės katalizuojama reakcija, tai yra fosfatų grupės perkėlimas iš ATP, kuris gali būti pridėtas iš fosfatų grupės į molekulių, kurios yra panašus į gliukozę, įskaitant manozę ir fruktozę. Įvykus šiai reakcijai, ją galima naudoti kituose procesuose, bet tik tada, kai to reikia.
- Gliukozės-6-P izomerazė: tai yra labai svarbus žingsnis, nes būtent čia yra apibrėžta molekulinė geometrija, kuri paveiks kritines glikolizės fazes, pirmoji yra ta, kuri prideda fosfato grupę prie reakcijos produkto, antrasis yra tada, kai bus sukurtos dvi gliceraldehido molekulės, kurios galiausiai bus piruvato pirmtakai. Šioje reakcijoje gliukozės 6 fosfatas yra izomerizuojamas į fruktozės 6 fosfatą ir tai daro per fermentą gliukozės 6 fosfato izomerazę.
- Fosfofruktokinazė: šiame glikolizės procese fruktozės 6 fosfato fosforilinimas atliekamas prie anglies 1, be to, ATP išlaidos atliekamos per fermentą fosfofruktokinazę 1, geriau žinomą kaip PFK1.
Dėl viso to, kas išdėstyta pirmiau, fosfatas turi mažai hidrolizės energijos ir yra negrįžtamas procesas, pagaliau gaunant produktą, vadinamą fruktozės 1,6 bisfosfatu. Nepakeičiama kokybė yra būtina, nes ji paverčia ją glikolizės kontrolės tašku, todėl ji dedama į šią, o ne į pirmąją reakciją, nes be gliukozės yra ir kitų substratų, kurie sugeba patekti į glikolizę.
- Aldolazė: šis fermentas suskaido fruktozės 1,6 bisfosfatą į dvi 3 anglies molekules, vadinamas triozėmis, šios molekulės vadinamos dihidroksiacetono fosfatu ir gliceraldehido 3 fosfatu. Ši pertrauka padaryta dėl aldolio kondensacijos, kuri, beje, yra grįžtama.
Šios reakcijos pagrindinė charakteristika yra laisva energija nuo 20 iki 25 Kj / mol ir tai nevyksta normaliomis sąlygomis, dar mažiau spontaniškai, tačiau kai kalbama apie tarpląstelines sąlygas, laisvosios energijos yra nedaug, nes yra maža substratų koncentracija ir būtent tai daro reakciją grįžtamą.
- Triozės fosfato izomerazė: šiame glikolizės procese yra standartinė ir teigiama laisva energija, kuri sukuria procesą, kuris nėra palankus, tačiau sukuria neigiamą laisvą energiją, todėl G3P susidaro palankia linkme. Be to, reikia atsižvelgti į tai, kad vienintelis, galintis atlikti likusius glikolizės etapus, yra gliceraldehido 3 fosfatas, todėl kita dihidroksiacetono fosfato reakcijos metu sukurta molekulė virsta gliceraldehido 3 fosfatu.
Yra du gliukozės fosforilinimo pranašumai: pirmasis pagrįstas tuo, kad gliukozė tampa reaktyviu metaboliniu agentu, antra, kad pasiekta, kad gliukozės 6 fosfatas negalėtų pereiti ląstelės membranos, labai skiriasi nuo gliukozės, kadangi tokiu būdu fosfato grupė molekulei suteikia neigiamą krūvį, todėl jį sukryžiuoti yra sudėtingiau. Visa tai neleidžia prarasti ląstelės energijos substrato.
Be to, fruktozėje yra alosterinių centrų, kurie yra jautrūs tarpinių medžiagų, tokių kaip riebalų rūgštys ir citratas, koncentracijai. Šios reakcijos metu išsiskiria fermentas fosfofruktokinazė 2, kuris yra atsakingas už fosforilinimą prie anglies 2 ir jo reguliavimą.
Šiame etape pirmajame ir trečiajame etape suvartojama tik ATP, be to, reikėtų prisiminti ketvirtame etape, susidaro gliceraldehido-3-fosfato molekulė, tačiau šioje reakcijoje susidaro antroji molekulė. Tai turėtų būti suprantama, kad visos šios reakcijos vyksta du kartus, tai yra dėl 2 gliceraldehido molekulių, sukurtų toje pačioje fazėje.
Energijos naudos etapas
Nors ATP energija sunaudojama pirmoje fazėje, šioje fazėje gliceraldehidas tampa daugiau energijos turinčia molekule, todėl galiausiai gaunama galutinė nauda: 4 ATP molekulės. Kiekviena glikolizės reakcija paaiškinta šiame skyriuje:
- Gliceraldehido-3-fosfato dehidrogenazės: šioje reakcijoje, gliceraldehido -3-fosfato junginys yra oksiduojamas, naudojant NAD +, tik tada gali fosfato jonų būti įtraukta į molekulės, kuris yra atliekamas fermentui gliceraldehid 3-fosfato dehidrogenazės į 5 žingsnių, tokiu būdu, padidina bendrą junginio energiją.
- Fosfoglicerato kinazė: šios reakcijos metu fermentas fosfoglicerato kinazė sugeba perkelti 1,3-bisfosfoglicerato fosfato grupę į ADP molekulę. Tai sukuria pirmąją ATP molekulę energijos naudos kelyje. Kadangi gliukozė virsta dviem gliceraldehido molekulėmis, šioje fazėje yra gaunama 2 ATP.
- Fosfoglicerato mutazė: tai, kas vyksta šioje reakcijoje, yra fosfato C3 padėties pasikeitimas į C2, abi yra labai panašios ir grįžtamosios energijos, o laisvosios energijos pokyčiai yra artimi nuliui. Čia iš ankstesnės reakcijos gautas 3 fosfogliceratas paverčiamas 2 fosfogliceratu, tačiau fermentas, katalizuojantis šią reakciją, yra fosfoglicerato mutazė.
- Enolase: šis fermentas suteikia išsidėstymą iš dvigubos jungties 2 fosfogliceratkinazės, tai sukelia vandens molekulę, kuri buvo suformuotą vandenilio iš C2 ir C3 OH iš būti pašalintas, tokiu būdu todėl fosfoenolpiruvato.
- Piruvato kinazė: čia vyksta fosfoenolpiruvato fosforilinimas, tada gaunamas fermentas piruvatas ir ATP, negrįžtama reakcija, atsirandanti dėl piruvato kinazės (fermento, kuris, beje, priklauso nuo kalio ir magnis.
Glikolizės produktai
Kadangi reakcijose esančių tarpinių medžiagų apykaitos kryptis priklauso nuo ląstelių poreikių, kiekvienas tarpininkas gali būti laikomas reakcijų produktais, tada kiekvienas produktas (pagal anksčiau paaiškintas reakcijas) būtų toks:
- Gliukozės 6 fosfatas
- Fruktozės 6 fosfatas
- Fruktozė 1,6 bisfosfatas
- Dihidroksiacetono fosfatas
- Gliceraldehido 3 fosfatas
- 1,3 bisfosfogliceratas
- 3 fosfogliceratas
- 2 fosfogliceratas
- Fosfoenolpiruvatas
- Piruvatas
Gliukoneogenezė
Tai anabolinis kelias, kuriame glikogeno sintezė vyksta per paprastą pirmtaką, tai yra gliukozės 6 fosfatas. Glikogenezė vyksta kepenyse ir raumenyse, tačiau pastaraisiais - mažiau. Jis aktyvuojamas per insuliną, reaguojant į aukštą gliukozės kiekį, kuris gali atsirasti suvalgius maisto produktų, kuriuose yra angliavandenių.
Gliukoneogenezės yra sukurtas įtraukiant pakartotinius gliukozės grandys, kurios ateis į UDP-gliukozės skirstytuvo glikogeno pavidalu, kurios anksčiau neegzistavo ir kad remiasi glycogenin baltymų, kuris yra suformuotas dviem grandinėmis autoglicosilan be to, jie gali sujungti savo grandines su gliukozės oktameru.
