Hva studerer biokjemi? Glykolyse er en alvorlig enzymatisk prosess med nedbrytning av glukose som skjer i dyre- og menneskevev uten bruk av oksygen. Det er han som av biokjemikere anses som en måte å skaffe melkesyre- og ATP-molekyler på.
Definition
Hva er aerob glykolyse? Biokjemi ser på denne prosessen som den eneste prosessen som er karakteristisk for levende organismer som tilfører energi.
Det er ved hjelp av en slik prosess at organismen til dyr og mennesker er i stand til å utføre visse fysiologiske funksjoner i en viss tidsperiode under forhold med utilstrekkelig oksygen.
Hvis prosessen med nedbrytning av glukose utføres med deltagelse av oksygen, oppstår aerob glykolyse.
Hva er biokjemien? Glykolyse regnes som det første trinnet i prosessen med å oksidere glukose til vann og karbondioksid.
Historiesider
Begrepet "glykolyse" ble brukt av Lépin på slutten av det nittende århundre for prosessen med å redusere blodsukkeret som ble fjernet fra sirkulasjonssystemet. Noen mikroorganismer har gjæringsprosesser som ligner på glykolyse. For slikttransformasjon bruker elleve enzymer, hvorav de fleste er isolert i en homogen, sterkt renset eller krystallinsk form, deres egenskaper er godt studert. Denne prosessen finner sted i cellens hyaloplasma.
Prosessspesifikasjoner
Hvordan foregår glykolysen? Biokjemi er en vitenskap der denne prosessen betraktes som en flertrinns reaksjon.
Den første enzymatiske reaksjonen av glykolyse, fosforylering, er assosiert med overføring av ortofosfat til glukose av ATP-molekyler. Enzymet heksokinase fungerer som en katalysator i denne prosessen.
Produksjonen av glukose-6-fosfat i denne prosessen forklares med frigjøring av en betydelig mengde energi i systemet, det vil si at en irreversibel kjemisk prosess finner sted.
Et slikt enzym som heksokinase fungerer som en katalysator for prosessen med fosforylering av ikke bare D-glukose selv, men også D-mannose, D-fruktose. I tillegg til heksokinase er det et annet enzym i leveren - glukokinase, som katalyserer prosessen med fosforylering av én D-glukose.
Andre trinn
Hvordan forklarer moderne biokjemi den andre fasen av denne prosessen? Glykolyse på dette stadiet er overgangen av glukose-6-fosfat under påvirkning av heksosefosfatisomerase til et nytt stoff - fruktose-6-fosfat.
Prosessen fortsetter i to innbyrdes motsatte retninger, krever ingen kofaktorer.
Tredje trinn
Det er assosiert med fosforylering av det resulterende fruktose-6-fosfatet ved hjelp av ATP-molekyler. Akseleratoren for denne prosessen er enzymet fosfofruktokinase. Reaksjonanses som irreversibelt, det forekommer i nærvær av magnesiumkationer, det anses som et sakte forløpende stadium av denne interaksjonen. Det er hun som er grunnlaget for å bestemme glykolysehastigheten.
Fosfofruktokinase er en av representantene for allosteriske enzymer. Det hemmes av ATP-molekyler, stimulert av AMP og ADP. Når det gjelder diabetes, under faste, så vel som ved mange andre tilstander der fett konsumeres i store mengder, øker sitratinnholdet i vevsceller flere ganger. Under slike forhold er det en betydelig hemming av den fullverdige aktiviteten til fosfofruktokinase av sitrat.
Hvis forholdet mellom ATP og ADP når signifikante verdier, hemmes fosfofruktokinase, noe som bidrar til å bremse glykolysen.
Hvordan kan du øke glykolysen? Biokjemi foreslår å redusere intensitetsfaktoren for dette. For eksempel, i en ikke-fungerende muskel er aktiviteten til fosfofruktokinase lav, men konsentrasjonen av ATP øker.
Når muskelen jobber, er det en betydelig bruk av ATP, som forårsaker en økning i nivået av enzymet, og forårsaker en akselerasjon av glykolyseprosessen.
Fjerde etappe
Enzymet aldolase er katalysatoren for denne delen av glykolysen. Takket være ham skjer den reversible sp altningen av stoffet i to fosfotrioser. Avhengig av temperaturverdien etableres likevekt på forskjellige nivåer.
Hvordan forklarer biokjemi hva som skjer? Glykolyse med økende temperatur fortsetter i retning av en direkte reaksjon, produktetsom er glyceraldehyd-3-fosfat og dihydroksyacetonfosfat.
Andre etapper
Det femte trinnet er prosessen med isomerisering av triosefosfater. Katalysatoren for prosessen er enzymet triosefosfatisomerase.
Den sjette reaksjonen i sammendragsform beskriver produksjonen av 1,3-difosforglyserinsyre i nærvær av NAD-fosfat som en hydrogenakseptor. Det er dette uorganiske midlet som fjerner hydrogen fra glyceraldehyd. Den resulterende bindingen er skjør, men den er rik på energi, og når den sp altes, oppnås 1,3-difosfoglyserinsyre.
Det syvende trinnet, katalysert av fosfoglyseratkinase, involverer overføring av energi fra fosfatresten til ADP for å danne 3-fosfoglyserinsyre og ATP.
I den åttende reaksjonen skjer en intramolekylær overføring av fosfatgruppen, mens transformasjonen av 3-fosfoglyserinsyre til 2-fosfoglyserat observeres. Prosessen er reversibel, derfor brukes magnesiumkationer til implementeringen.
2,3-difosfoglyserinsyre fungerer som en kofaktor for enzymet på dette stadiet.
Den niende reaksjonen innebærer overgangen av 2-fosfoglyserinsyre til fosfoenolpyruvat. Enolase-enzymet, som aktiveres av magnesiumkationer, fungerer som en akselerator for denne prosessen, og fluor virker som en inhibitor i dette tilfellet.
Den tiende reaksjonen fortsetter med brudd av bindingen og overføring av energien til fosfatresten til ADP fra fosfoenolpyrodruesyre.
Det ellevte stadiet er assosiert med reduksjon av pyrodruesyre, oppnå melkesyre. Denne omdannelsen krever deltakelse av enzymet laktatdehydrogenase.
Hvordan kan du skrive ned glykolyse på en generell måte? Reaksjoner, hvis biokjemi ble diskutert ovenfor, reduseres til glykolytisk oksidoreduksjon, ledsaget av dannelsen av ATP-molekyler.
Prosessverdi
Vi så på hvordan biokjemien beskriver glykolyse (reaksjoner). Den biologiske betydningen av denne prosessen er å oppnå fosfatforbindelser med stor energireserve. Hvis to ATP-molekyler brukes på det første stadiet, er stadiet assosiert med dannelsen av fire molekyler av denne forbindelsen.
Hva er biokjemien? Glykolyse og glukoneogenese er energieffektive: 2 ATP-molekyler står for 1 glukosemolekyl. Energiendringen under dannelsen av to syremolekyler fra glukose er 210 kJ/mol. 126 kJ blader i form av varme, 84 kJ akkumuleres i fosfatbindingene til ATP. Terminalbindingen har en energiverdi på 42 kJ/mol. Biokjemi tar for seg lignende beregninger. Aerob og anaerob glykolyse har en effektivitet på 0,4.
Interessante fakta
Som et resultat av en rekke eksperimenter, var det mulig å fastslå de nøyaktige verdiene for hver glykolysereaksjon som forekommer i intakte humane erytrocytter. Åtte reaksjoner av glykolyse er nær termodynamisk likevekt, tre prosesser er assosiert med en betydelig reduksjon i mengden fri energi, og anses som irreversible.
Hva er glukoneogenese? Biokjemien i prosessen består i nedbrytningen av karbohydrater, som finner sted iflere stadier. Hvert trinn er kontrollert av enzymer. For eksempel, i vev som er preget av aerob metabolisme (hjertevev, nyrer), reguleres det av isoenzymene LDH1 og LDH2. De hemmes av små mengder pyruvat, som et resultat av at syntese av melkesyre ikke er tillatt, og fullstendig oksidasjon av acetyl-CoA i trikarboksylsyresyklusen oppnås.
Hva mer kjennetegner anaerob glykolyse? Biokjemi involverer for eksempel inkludering av andre karbohydrater i prosessen.
Som et resultat av laboratorieundersøkelser, ble det funnet at omtrent 80 % av fruktosen som kommer inn i menneskekroppen med mat, metaboliseres i leveren. Her foregår prosessen med fosforylering til fruktose-6-fosfat, enzymet heksokinase fungerer som en katalysator for denne prosessen.
Denne prosessen hemmes av glukose. Den resulterende forbindelsen omdannes til glukose gjennom flere stadier, ledsaget av eliminering av fosforsyre. I tillegg er dens etterfølgende transformasjoner til andre fosforholdige organiske forbindelser mulig.
Under påvirkning av ATP og fosfofruktokinase vil fruktose-6-fosfat omdannes til fruktose-1,6-difosfat.
Deretter metaboliseres dette stoffet gjennom stadiene som er karakteristiske for glykolyse. Musklene og leveren har ketoheksokinase, som kan akselerere prosessen med fosforylering av fruktose til dens fosforholdige forbindelse. Prosessen blokkeres ikke av glukose, og det resulterende fruktose-1-fosfatet sp altes under påvirkning av ketose-1-fosfataldolase til glyseraldehyd og dihydroksyacetonfosfat. D-glyceraldehyd underunder påvirkning av triozokinase går den inn i fosforylering, til slutt frigjøres ATP-molekyler og dihydroksyacetonfosfat oppnås.
Medfødte anomalier
Biokjemikere har vært i stand til å identifisere noen medfødte anomalier assosiert med fruktosemetabolisme. Dette fenomenet (essensiell fruktosuri) er assosiert med en biologisk mangel i innholdet av enzymet ketoheksokinase i kroppen, derfor hemmes alle prosesser for nedbrytning av dette karbohydratet av glukose. Konsekvensen av dette bruddet er akkumulering av fruktose i blodet. For fruktose er nyreterskelen lav, så fruktosuri kan påvises ved karbohydratkonsentrasjoner i blodet rundt 0,73 mmol/L.
Deltakelse i biosyntesen av galaktose
Galaktose kommer inn i kroppen med mat, som brytes ned i fordøyelseskanalen til glukose og galaktose. Først blir dette karbohydratet omdannet til galaktose-1-fosfat, prosessen katalyseres av galaktokinase. Deretter omdannes den fosforholdige forbindelsen til glukose-1-fosfat. På dette stadiet dannes også uridindifosfogalaktose og UDP-glukose. De påfølgende stadiene av prosessen fortsetter i henhold til et skjema som ligner på nedbryting av glukose.
I tillegg til denne veien for galaktosemetabolisme, er et annet opplegg også mulig. Først dannes også galaktose-1-fosfat, men påfølgende trinn er assosiert med dannelsen av UTP-molekyler og glukose-1-fosfat.
Blant de mange patologiske tilstandene forbundet med karbohydratmetabolisme, inntar galaktosemi en spesiell plass. Dette fenomenet er assosiert med en recessivt arvelig sykdom, medder blodsukkernivået stiger på grunn av galaktose og når 16,6 mmol/l. Samtidig er det praktisk t alt ingen endring i innholdet av glukose i blodet. I tillegg til galaktose akkumuleres i slike tilfeller også galaktose-1-fosfat i blodet. Barn diagnostisert med galaktosemi har mental retardasjon og har også grå stær.
Når veksten av forstyrrelser i karbohydratmetabolismen avtar, er årsaken nedbrytningen av galaktose langs den andre banen. Takket være det faktum at biokjemikere klarte å finne ut essensen av den pågående prosessen, ble det mulig å håndtere problemer knyttet til den ufullstendige nedbrytningen av glukose i kroppen.
