I denne artikkelen skal vi se nærmere på aerob glykolyse, dens prosesser, og analysere stadier og trinn. La oss bli kjent med den anaerobe oksidasjonen av glukose, lære om de evolusjonære modifikasjonene av denne prosessen og bestemme dens biologiske betydning.
Hva er glykolyse
Glykolyse er en av de tre formene for glukoseoksidasjon, der selve oksidasjonsprosessen er ledsaget av frigjøring av energi, som er lagret i NADH og ATP. I prosessen med glykolyse oppnås to molekyler pyrodruesyre fra et glukosemolekyl.
Glykolyse er en prosess som skjer under påvirkning av ulike biologiske katalysatorer - enzymer. Det viktigste oksidasjonsmidlet er oksygen - O2, men prosessene med glykolyse kan fortsette i fravær. Denne typen glykolyse kalles anaerob glykolyse.
Prosessen med glykolyse i fravær av oksygen
Anaerob glykolyse er en trinnvis prosess med glukoseoksidasjon der glukose ikke oksideres fullstendig. Ett molekyl pyrodruesyre dannes. Og med energisynspunkt, glykolyse uten deltakelse av oksygen (anaerob) er mindre fordelaktig. Men når oksygen kommer inn i cellen, kan den anaerobe oksidasjonsprosessen bli til en aerob og fortsette i full form.
Glykolysemekanismer
Prosessen med glykolyse er dekomponering av seks-karbon glukose til tre-karbon pyruvat i form av to molekyler. Selve prosessen er delt inn i 5 trinn med forberedelse og 5 trinn der energi lagres i ATP.
Glykolyseprosess med 2 trinn og 10 trinn er som følger:
- 1 stadium, stadium 1 - fosforylering av glukose. Ved det sjette karbonet i glukose aktiveres selve sakkaridet via fosforylering.
- Trinn 2 - isomerisering av glukose-6-fosfat. På dette stadiet omdanner fosfoglukoseimerase glukose katalytisk til fruktose-6-fosfat.
- Trinn 3 - Fruktose-6-fosfat og dets fosforylering. Dette trinnet består i dannelsen av fruktose-1,6-difosfat (aldolase) ved påvirkning av fosfofruktokinase-1, som følger med fosforylgruppen fra adenosintrifosforsyre til fruktosemolekylet.
- Trinn 4 er prosessen med sp altning av aldolase for å danne to molekyler av triosefosfat, nemlig eldose og ketose.
- Trinn 5 - triosefosfater og deres isomerisering. På dette stadiet sendes glyceraldehyd-3-fosfat til de påfølgende stadiene av glukosenedbrytning, og dihydroksyacetonfosfat omdannes til form av glyceraldehyd-3-fosfat under påvirkning av enzymet.
- 2 trinn, trinn 6 (1) - Glyseraldehyd-3-fosfat og dets oksidasjon - trinnet der dette molekylet oksideres og fosforyleres tildifosfoglyserat-1, 3.
- Trinn 7 (2) - rettet mot å overføre fosfatgruppen til ADP fra 1,3-difosfoglyserat. Sluttproduktene av dette trinnet er dannelsen av 3-fosfoglyserat og ATP.
- Trinn 8 (3) - overgang fra 3-fosfoglyserat til 2-fosfoglyserat. Denne prosessen skjer under påvirkning av enzymet fosfoglyseratmutase. En forutsetning for flyten av en kjemisk reaksjon er tilstedeværelsen av magnesium (Mg).
- Trinn 9 (4) - 2 phosphoglycerta dehydrert.
- Trinn 10 (5) - fosfater oppnådd som et resultat av de foregående trinnene overføres til ADP og PEP. Energi fra fosfoenulpyrovat overføres til ADP. Reaksjonen krever tilstedeværelse av kalium (K) og magnesium (Mg) ioner.
Modifiserte former for glykolyse
Prosessen med glykolyse kan ledsages av ytterligere produksjon av 1, 3 og 2, 3-bifosfoglyserater. 2,3-fosfoglyserat, under påvirkning av biologiske katalysatorer, er i stand til å gå tilbake til glykolyse og gå over i form av 3-fosfoglyserat. Rollen til disse enzymene er mangfoldig, for eksempel at 2,3-bifosfoglyserat, som er i hemoglobin, får oksygen til å passere inn i vev, noe som fremmer dissosiasjon og senker affiniteten til O2 og erytrocytter.
Mange bakterier endrer formene for glykolyse på ulike stadier, reduserer deres totale antall eller modifiserer dem under påvirkning av forskjellige enzymer. En liten del av anaerober har andre metoder for karbohydratnedbrytning. Mange termofile har bare 2 glykolyseenzymer i det hele tatt, disse er enolase og pyruvatkinase.
Glykogen og stivelse, disakkarider ogandre typer monosakkarider
Aerob glykolyse er en prosess som er iboende i andre typer karbohydrater, og spesifikt er den iboende i stivelse, glykogen, de fleste disakkarider (manose, galaktose, fruktose, sukrose og andre). Funksjonene til alle typer karbohydrater er generelt rettet mot å skaffe energi, men kan variere med hensyn til formål, bruk osv. Glykogen egner seg for eksempel til glykogenese, som faktisk er en fosfolytisk mekanisme som tar sikte på å hente energi fra nedbrytning av glykogen. Glykogen i seg selv kan lagres i kroppen som en reservekilde for energi. Så, for eksempel, glukose oppnådd under et måltid, men som ikke absorberes av hjernen, akkumuleres i leveren og vil bli brukt når det er mangel på glukose i kroppen for å beskytte individet mot alvorlige forstyrrelser i homeostase.
Betydningen av glykolyse
Glykolyse er en unik, men ikke den eneste typen glukoseoksidasjon i kroppen, cellen til både prokaryoter og eukaryoter. Glykolyseenzymer er vannløselige. Glykolysereaksjonen i enkelte vev og celler kan bare skje på denne måten, for eksempel i hjernen og leverens nefronceller. Andre måter å oksidere glukose på i disse organene brukes ikke. Funksjonene til glykolyse er imidlertid ikke de samme over alt. For eksempel trekker fettvev og leveren i ferd med fordøyelsen ut de nødvendige substratene fra glukose for syntese av fett. Mange planter bruker glykolyse som en måte å trekke ut mesteparten av energien.
