Kuidas toimub glükolüüs?

Sisu

• Glükolüüsi reagendid ja produktid
• Glükolüüsi võrrand
• Varajane glükolüüs: sammud
• Hilisem glükolüüs: sammud

Glükolüüs on universaalne biokeemiline protsess, mis muudab toitaine (kuue süsiniku suhkur) glükoos) kasutatavasse energiasse (ATP ehk adenosiintrifosfaat). Glükolüüs toimub kõigi elusrakkude tsütoplasmas, mida voolab spetsiifiliste glükolüütiliste ensüümide puhkemine.

Kuigi glükolüüsi energiasaak on molekuli jaoks molekulis palju väiksem kui aeroobsel hingamisel saadav - kaks ATP glükoosi molekuli kohta ainuüksi glükolüüsi jaoks kulutatud kohta 36–38 kõigis rakuhingamise reaktsioonides kombineeritult -, on see siiski üks järgmistest on kõige levinumate ja usaldusväärsemate protsesside olemus selles mõttes, et kõik rakud kasutavad seda, isegi kui mitte kõik neist ei saa oma energiavajaduse rahuldamisel ainult sellele tugineda.

Glükolüüsi reagendid ja produktid

Glükolüüs on anaeroobne protsess, mis tähendab, et see ei vaja hapnikku. Ärge segage "anaeroobset" sõnaga "esineb ainult anaeroobsetes organismides". Glükolüüs toimub nii prokarüootsete kui ka eukarüootsete rakkude tsütoplasmas.

See algab siis, kui glükoos, mille valem on C₆H₁₂O₆ ja molekulmass 180,156 grammi, difundeerub läbi plasmamembraani raku selle kontsentratsioonigradiendi kaudu.

Kui see juhtub, muutub number kuus glükoos-süsinik, mis asub väljaspool molekuli primaarset kuusnurkset ringi, kohe fosforüülima (st. Selle külge on kinnitatud fosfaatrühm). Glükoosi fosforüülimine muudab molekuli glükoos-6-fosfaadi (G6P) elektriliselt negatiivseks ja püüab selle raku sisse.

Pärast veel üheksa reaktsiooni ja energia investeerimist ilmuvad glükolüüsi produktid: kaks püruvaadi molekuli (C₃H₈O₆) pluss paar vesinikuiooni ja kaks NADH-i molekuli, mis on "elektronkandja", mis on ülioluline aeroobse hingamise "allavoolu" reaktsioonides, mis toimuvad mitokondrites.

Glükolüüsi võrrand

Glükolüüsi reaktsioonide netovõrrand võib olla järgmine:

C₆H₁₂O₆ + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD⁺→ 2 C₃H₄O₃ + 2 H⁺ + 2 NADH + 2 ATP

Pi tähistab siin vaba fosfaati ja ADP tähistab adenosiindifosfaati, nukleotiidi, mis on enamiku kehas oleva ATP otsene eelkäija.

Varajane glükolüüs: sammud

Pärast G6P moodustumist ensüümi juhtimisel glükolüüsi esimeses etapis heksokinaas, korraldatakse molekul ümber aatomite kadudeta või suurendamata - fruktoos-6-fosfaadiks, mis on veel üks suhkru derivaat. Seejärel fosforüülitakse molekul uuesti, seekord süsinikuarvuga 1. Tulemuseks on fruktoos-1,6-bifosfaat (FBP), mis on kahekordselt fosforüülitud suhkur.

Kuigi see samm nõuab siin toimuvate fosforüülimiste allikana paari ATP-d, ei kuvata neid üldises glükolüüsi võrrandis, kuna neid tühistab kaks neljast ATP-st, mis tekivad glükolüüsi teises osas. Seega tähendab kahe ATP netotoodang tegelikult kahe ATP esialgset sisseostmist, et kogu protsessi lõpus toota neli ATP-d.

Hilisem glükolüüs: sammud

Kuusüsinikne, kahekordselt fosforüülitud FBP jaguneb kolme süsinikuaatomiga, üksikult fosforüülitud molekulideks, millest üks ümber paigutub kiiresti teiseks. Seega algab glükolüüsi teine ​​osa paari glütseraldehüüd-3-fosfaadi (GA3P) molekuli tootmisega.

Oluline on see, et kõik, mis sellest hetkest edasi saab, kahekordistub üldise reaktsiooni suhtes. Kuna GA3P iga molekul on süstemaatiliselt ümber püruvaadiks, moodustades samal ajal kaks ATP ja NAD, suureneb summaarne väärtus kaks korda rohkem. Glükolüüsi lõppedes seisab kaks püruvaati valmis mitokondrite poole saatmiseks seni, kuni hapnik on olemas.