Glykolyse er hele settet med prosesser som kroppen utfører automatisk. Mennesket trenger som kjent mye energi for å kunne utføre alle sine daglige aktiviteter, for dette må han opprettholde et godt kosthold basert på grønnsaker, proteiner, frukt og fremfor alt, ha innarbeidet en av de viktigste energikildene, for eksempel glukose. Glukose kommer inn i kroppen gjennom mat og i forskjellige kjemiske former som senere blir andre, dette skjer fra forskjellige metabolske prosesser.
Hva er glykolyse?
Innholdsfortegnelse
Glykolyse representerer måten kroppen initierer nedbrytning av glukosemolekyler for å oppnå et stoff som kan gi kroppen energi. Dette er den metabolske veien som er ansvarlig for oksiderende glukose, for å skaffe energi til cellen. Det representerer den mest umiddelbare måten å fange opp denne energien, i tillegg er det en av rutene som generelt velges innenfor karbohydratmetabolismen.
Blant dets funksjoner er å generere høyenergimolekyler NADH og ATP som årsak til opprinnelsen til cellulær energi i gjærings- og aerob respirasjonsprosesser.
En annen funksjon som glykolyse utfører, er dannelsen av pyruvat (et grunnleggende molekyl innen cellulær metabolisme) som går inn i syklusen av cellulær respirasjon som et element i aerob respirasjon. I tillegg genererer det 3 og 6 karbonmellomprodukter, som ofte brukes i forskjellige cellulære prosesser.
Glykolyse består av to trinn, hver består av 5 reaksjoner. Trinn 1 omfatter de fem første reaksjonene, deretter omdannes det opprinnelige glukosemolekylet til to 3-fosfoglyseraldehydmolekyler.
Dette stadiet kalles vanligvis det preparative stadiet, det vil si at det er her når glukose blir delt inn i to molekyler med tre karbonatomer hver; som inneholder to fosforsyrer (to molekyler glyceraldehyd 3 fosfat). Det er også mulig at glykolyse forekommer i planter, generelt har denne informasjonen en tendens til å bli forklart i glykolyse pdf.
Oppdagelse av glykolyse
I 1860 ble de første studiene relatert til enzymet glykolyse utført, som ble utarbeidet av Louis Pasteur, som oppdaget at gjæring skjer takket være intervensjonen fra forskjellige mikroorganismer, år senere, i 1897, oppdaget Eduard Buchner et ekstrakt celle som kan forårsake gjæring.
I 1905 ble det gitt et nytt bidrag til teorien, da Arthur Harden og William Young bestemte at cellulære fraksjoner av molekylmasse er nødvendige for at gjæringen skal finne sted, men disse massene må være høye og varmefølsomme, det vil si at de må være enzymer.
De hevdet også at det er nødvendig med en cytoplasmisk fraksjon med lav molekylmasse og varmebestandighet, det vil si koenzymer av typen ATP, ADP og NAD +. Det var flere detaljer som ble bekreftet i 1940 med inngripen fra Otto Meyerhof og Luis Leloir som ble med ham noen år senere. De hadde noen vanskeligheter med å bestemme gjæringsveien, inkludert kort levetid og lave konsentrasjoner av mellomprodukter i glykolytiske reaksjoner som alltid endte opp med å være raske.
Videre ble glykolyseenzymet vist seg å forekomme i cytosolen til eukaryote og prokaryote celler, men i planteceller var glykolytiske reaksjoner i kalvinsyklusen, som forekommer i kloroplaster. Fylogenetisk gamle organismer er inkludert i bevaringen av denne banen, det er for dem at den regnes som en av de eldste metabolske veiene. Når denne oppsummeringen er fullført, kan du snakke mye om syklusene eller fasene.
Glykolysesyklus
Som nevnt tidligere er det en serie faser eller sykluser i glykolyse som er av største betydning, dette er energiforbruksfasen og energifordelsfasen, som kan forklares som et glykolyseskjema eller ganske enkelt ved å liste opp hver av glykolysereaksjonene. Disse er i sin tur delt inn i 4 deler eller grunnleggende elementer som vil bli forklart i detalj nedenfor.
Fase for energiforbruk
Det er en fase som er ansvarlig for å transformere et glukosemolekyl til to glyceraldehydmolekyler, men for at dette skal skje, trengs 5 trinn, disse er heksokinase, glukose-6-P isomerase, fosfofruktokinase, aldolase og triose. fosfatisomerase, som vil bli beskrevet nedenfor:
- Heksokinase: For å øke energien til glukose, må glykolyse generere en reaksjon, dette er fosforylering av glukose. For at denne aktiviseringen skal finne sted, er det nødvendig med en reaksjon katalysert av enzymet heksokinase, det vil si en overføring av en fosfatgruppe fra ATP, som kan tilsettes fra en fosfatgruppe til en serie molekyler som er ligner på glukose, inkludert mannose og fruktose. Når denne reaksjonen oppstår, kan den brukes i andre prosesser, men bare når det er nødvendig.
- Glukose-6-P isomerase: dette er et veldig viktig trinn fordi det er her molekylgeometrien som vil påvirke de kritiske fasene i glykolyse er definert, den første er den som tilfører fosfatgruppen til reaksjonsproduktet Det andre er når de to glyseraldehydmolekylene skal opprettes, som til slutt vil være forløperne til pyruvat. Glukose 6 fosfat isomeriseres til fruktose 6 fosfat i denne reaksjonen, og det gjøres gjennom enzymet glukose 6 fosfat isomerase.
- Fosfofruktokinase: i denne glykolyseprosessen utføres fosforylering av fruktose 6 fosfat ved karbon 1, i tillegg utføres utgiftene til en ATP gjennom enzymet fosfofruktokinase 1, bedre kjent som PFK1.
På grunn av alt det ovennevnte har fosfat lav hydrolyseenergi og en irreversibel prosess, og til slutt oppnår man et produkt som kalles fruktose 1,6 bisfosfat. Den irreversible kvaliteten er viktig fordi den gjør den til et glykolysekontrollpunkt, det er derfor den plasseres i dette og ikke i den første reaksjonen, fordi det er andre substrater bortsett fra glukose som klarer å komme inn i glykolyse.
- Aldolase: dette enzymet klarer å bryte fruktose 1,6 bisfosfat i to 3-karbonmolekyler kalt trioser, disse molekylene kalles dihydroksyacetonfosfat og glyseraldehyd 3 fosfat. Denne pausen er laget takket være en aldolkondensasjon som for øvrig er reversibel.
Denne reaksjonen har som hovedkarakteristikk en fri energi på mellom 20 og 25 Kj / mol, og dette skjer ikke under normale forhold, enda mindre spontant, men når det gjelder intracellulære forhold, er den frie energien liten, dette er fordi det er en lav konsentrasjon av substrater, og det er nettopp dette som gjør reaksjonen reversibel.
- Triose fosfatisomerase: i denne glykolyseprosessen er det en standard og positiv fri energi, dette genererer en prosess som ikke er favorisert, men genererer en negativ fri energi, dette gjør dannelsen av G3P i den favoriserte retningen. I tillegg må det tas i betraktning at det eneste som kan følge de gjenværende trinnene av glykolyse er glyseraldehyd 3-fosfat, så det andre molekylet som genereres av dihydroksyacetonfosfatreaksjonen blir omdannet til glyseraldehyd-3-fosfat.
Det er to fordeler med fosforylering av glukose, den første er basert på at glukose blir et reaktivt metabolsk middel, det andre er at det oppnås at glukose 6 fosfat ikke kan krysse cellemembranen, veldig forskjellig fra glukose Siden den har en negativ ladning som fosfatgruppen tilfører molekylet, på denne måten, gjør det det vanskeligere å krysse. Alt dette forhindrer at cellens energisubstrat går tapt.
Videre har fruktose allosteriske sentre som er følsomme for konsentrasjoner av mellomprodukter som fettsyrer og sitrat. I denne reaksjonen frigjøres enzymet fosfofruktokinase 2, som er ansvarlig for fosforylering ved karbon 2 og regulering.
I dette trinnet forbrukes bare ATP i det første og tredje trinnet. I tillegg bør det huskes i det fjerde trinnet, et molekyl av glyseraldehyd-3-fosfat genereres, men i denne reaksjonen genereres et andre molekyl. Med dette skal det forstås at derfra, alle følgende reaksjoner forekommer to ganger, dette skyldes 2 glyseraldehydmolekyler generert fra den samme fasen.
Energifordelsfase
Mens ATP-energi forbrukes i den første fasen, i denne fasen, blir glyceraldehyd et molekyl med mer energi, så til slutt oppnås en endelig fordel: 4 ATP-molekyler. Hver av glykolysereaksjonene er forklart i dette avsnittet:
- Glyseraldehyd-3-fosfatdehydrogenase: i denne reaksjonen blir glyseraldehyd -3-fosfat oksidert ved bruk av NAD +, bare da kan et fosfation tilsettes molekylet, som utføres av enzymet glyseraldehyd 3-fosfatdehydrogenase i 5 trinn, på denne måten, øker den totale energien til forbindelsen.
- Fosfoglyseratkinase: i denne reaksjonen klarer enzymet fosfoglyseratkinase å overføre fosfatgruppen på 1,3 bisfosfoglyserat til et ADP-molekyl, dette genererer det første ATP-molekylet i energifordelingsveien. Fordi glukose blir transformert til to glyseraldehydmolekyler, gjenvinnes 2 ATP i denne fasen.
- Fosfoglyseratmutase: det som skjer i denne reaksjonen er endringen i posisjonen til fosfat C3 til C2, begge er veldig like og reversible energier med variasjoner i fri energi som er nær null. Her omdannes 3-fosfoglyseratet oppnådd fra forrige reaksjon til 2 fosfoglyserat, men enzymet som katalyserer denne reaksjonen er fosfoglyseratmutase.
- Enolase: dette enzymet gir dannelse av en dobbeltbinding i 2 fosfoglyserat, dette fører til at et vannmolekyl som hadde blitt dannet av hydrogen fra C2 og OH fra C3, ble eliminert, noe som resulterte i fosfoenolpyruvat.
- Pyruvatkinase: her finner defosforylering av fosfoenolpyruvat, det er da enzymet pyruvat og ATP oppnås, en irreversibel reaksjon som oppstår fra pyruvatkinase (et enzym som for øvrig er avhengig av kalium og magnesium.
Produkter av glykolyse
Fordi den metabolske retningen til mellomproduktene i reaksjonene avhenger av mobilbehovet, kan hvert mellomledd betraktes som produkter av reaksjonene, og hvert produkt vil da være (i rekkefølge i henhold til reaksjonene som er forklart tidligere) som følger:
- Glukose 6 fosfat
- Fruktose 6 fosfat
- Fruktose 1,6 bisfosfat
- Dihydroxyacetone fosfat
- Glyseraldehyd 3 fosfat
- 1,3 bisfosfoglyserat
- 3 fosfoglyserat
- 2 fosfoglyserat
- Fosfoenolpyruvat
- Pyruvat
Glukoneogenese
Det er en anabole bane der glykogensyntese skjer gjennom en enkel forløper, dette er glukose 6 fosfat. Glykogenese forekommer i lever og muskler, men forekommer i mindre grad i sistnevnte. Det aktiveres gjennom insulin som respons på høye glukosenivåer, som kan oppstå etter å ha spist mat som inneholder karbohydrater.
Den glukoneogenese som er skapt ved å inkorporere gjentatte glukoseenheter, som kommer i den form av UDP-glukose til glykogen en splitter som tidligere eksisterte og som er basert på glykogenin proteiner, som er dannet av to kjeder autoglicosilan og at de i tillegg kan knytte kjedene sine til en glukoseoktamer.
