Glykolyse er hele det sæt processer, som kroppen udfører automatisk. Som det er kendt, har mennesket brug for en masse energi for at være i stand til at udføre alle sine daglige aktiviteter, for dette skal han opretholde en god diæt baseret på grøntsager, proteiner, frugter og frem for alt have inkorporering af en af de vigtigste energikilder for eksempel glukose. Glukose kommer ind i kroppen gennem mad og i forskellige kemiske former, som senere bliver andre, dette sker fra forskellige metaboliske processer.
Hvad er glykolyse
Indholdsfortegnelse
Glykolyse repræsenterer den måde, hvorpå kroppen initierer nedbrydningen af glukosemolekyler for at opnå et stof, der kan give energi til kroppen. Dette er den metaboliske vej, der er ansvarlig for oxidering af glukose for at erhverve energi til cellen. Det repræsenterer den mest øjeblikkelige måde at fange denne energi på, desuden er det en af de ruter, der generelt vælges inden for kulhydratmetabolismen.
Blandt dets funktioner er at generere højenergimolekyler NADH og ATP som årsag til oprindelsen af cellulær energi i fermenterings- og aerobe respirationsprocesser.
En anden funktion, som glykolyse udfører, er oprettelsen af pyruvat (et grundlæggende molekyle inden for cellulær metabolisme), der passerer ind i cyklussen med cellulær respiration som et element i aerob respiration. Derudover genererer det 3 og 6 carbonmellemprodukter, som almindeligvis anvendes i forskellige cellulære processer.
Glykolyse består af 2 trin, hver består af 5 reaktioner. Trin nr. 1 omfatter de første fem reaktioner, derefter omdannes det originale glucosemolekyle til to 3-phosphoglyceraldehydmolekyler.
Dette trin kaldes generelt det præparative trin, det vil sige, det er her, når glukose opdeles i to molekyler med 3 carbonatomer hver; inkorporering af to phosphorsyrer (to glyceraldehyd-3-phosphatmolekyler). Det er også muligt, at glykolyse forekommer i planter, generelt har denne information tendens til at blive forklaret i glykolyse pdf.
Opdagelse af glykolyse
I 1860 blev de første undersøgelser relateret til enzymet glykolyse udført, som blev udarbejdet af Louis Pasteur, som opdagede, at gæring sker takket være indblanding af forskellige mikroorganismer, år senere, i 1897, opdagede Eduard Buchner et ekstrakt celle, der kan forårsage gæring.
I 1905 blev der ydet endnu et bidrag til teorien, da Arthur Harden og William Young fastslog, at de cellulære fraktioner af molekylmasse er nødvendige for at gæringen skal finde sted, men disse masser skal være høje og varmefølsomme, det vil sige de skal være enzymer.
De hævdede også, at der er behov for en cytoplasmisk fraktion med lav molekylvægt og varmebestandighed, det vil sige co-enzymer af typen ATP, ADP og NAD +. Der var flere detaljer, der blev bekræftet i 1940 med indgriben fra Otto Meyerhof og Luis Leloir, der sluttede sig til ham et par år senere. De havde nogle vanskeligheder med at bestemme fermenteringsvejen, herunder den korte levetid og lave koncentrationer af mellemprodukter i glykolytiske reaktioner, der altid endte med at være hurtige.
Endvidere blev det vist, at glykolyseenzymet forekom i cytosol af eukaryote og prokaryote celler, men i planteceller var glycolytiske reaktioner i calvin-cyklussen, som forekommer inden i kloroplaster. Fylogenetisk gamle organismer er inkluderet i bevarelsen af denne vej, det er for dem, at det betragtes som en af de ældste metaboliske veje. Når denne oversigt glykolyse er færdig, kan du tale udførligt om dens cyklusser eller faser.
Glykolysecyklus
Som nævnt tidligere er der en række faser eller cyklusser i glykolyse, der er af største betydning, disse er energiforbrugsfasen og energifordelingsfasen, som kan forklares som et glykolyseskema eller blot ved at liste hver af glykolysereaktionerne. Disse er igen opdelt i 4 dele eller grundlæggende elementer, der vil blive forklaret detaljeret nedenfor.
Energiforbrugsfase
Det er en fase, der er ansvarlig for at omdanne et glukosemolekyle til to glyceraldehydmolekyler, men for at dette skal ske, er der brug for 5 trin, disse er hexokinase, glucose-6-P isomerase, phosphofructokinase, aldolase og triose. phosphatisomerase, som vil blive beskrevet nedenfor:
- Hexokinase: For at øge energien af glukose skal glykolyse generere en reaktion, dette er phosphoryleringen af glukose. For at denne aktivering skal finde sted, er der nu behov for en reaktion katalyseret af enzymet hexokinase, det vil sige en overførsel af en phosphatgruppe fra ATP, som kan tilsættes fra en phosphatgruppe til en række molekyler, der er svarer til glukose, herunder mannose og fruktose. Når denne reaktion har fundet sted, kan den bruges i andre processer, men kun når det er nødvendigt.
- Glucose-6-P isomerase: dette er et meget vigtigt trin, fordi det er her, hvor molekylgeometrien, der vil påvirke de kritiske faser i glykolyse, er defineret, den første er den, der tilføjer phosphatgruppen til reaktionsproduktet, det andet er, når de to glyceraldehydmolekyler skal oprettes, hvilket endelig vil være forløberne for pyruvat. Glukose 6-phosphat isomeriseres til fruktose 6-phosphat i denne reaktion, og det gøres gennem enzymet glucose 6-phosphat-isomerase.
- Phosphofructokinase: i denne glykolyseproces udføres phosphorylering af fructose 6-phosphat ved carbon 1, desuden udføres udgifterne til en ATP gennem enzymet phosphofructokinase 1, bedre kendt som PFK1.
På grund af alt det ovenstående har fosfat en lav hydrolyseenergi og en irreversibel proces, hvilket til sidst opnår et produkt kaldet fruktose 1,6 bisphosphat. Den irreversible kvalitet er bydende nødvendigt, fordi den gør det til et glykolysekontrolpunkt, derfor placeres det i dette og ikke i den første reaktion, fordi der er andre substrater bortset fra glukose, der formår at komme ind i glykolyse.
- Aldolase: dette enzym formår at bryde fructose 1,6 bisphosphat i to 3-kulstofmolekyler kaldet trioser, disse molekyler kaldes dihydroxyacetonphosphat og glyceraldehyd 3-phosphat. Denne pause er lavet takket være en aldolkondensation, som forresten er reversibel.
Denne reaktion har som hovedegenskab en fri energi på mellem 20 og 25 Kj / mol, og dette forekommer ikke under normale forhold, endnu mindre spontant, men når det kommer til intracellulære forhold, er den frie energi lille, det skyldes, at der er en lav koncentration af substrater, og det er netop dette, der gør reaktionen reversibel.
- Triose fosfatisomerase: i denne glykolyseproces er der en standard og positiv fri energi, dette genererer en proces, der ikke er begunstiget, men genererer en negativ fri energi, det betyder, at den foretrukne retning er dannelsen af G3P. Derudover skal det tages i betragtning, at det eneste, der kan følge de resterende trin i glycolyse, er glyceraldehyd 3-phosphat, så det andet molekyle, der genereres af dihydroxyaceton-phosphatreaktionen, omdannes til glyceraldehyd-3-phosphat.
Der er to fordele ved fosforylering af glukose, den første er baseret på at gøre glukose til et reaktivt stofskiftemiddel, det andet er, at det opnås, at glukose 6-fosfat ikke kan krydse cellemembranen, meget forskellig fra glukose, da det har en negativ ladning, der tilvejebringes af fosfatgruppen til molekylet, på denne måde gør det det mere kompliceret at krydse. Alt dette forhindrer cellens energisubstrat i at gå tabt.
Desuden har fruktose allosteriske centre, der er følsomme over for koncentrationer af mellemprodukter, såsom fedtsyrer og citrat. I denne reaktion frigøres enzymet phosphofructokinase 2, som er ansvarlig for phosphorylering ved carbon 2 og regulering af det.
I dette trin forbruges kun ATP i det første og tredje trin. Derudover skal det huskes i det fjerde trin, der genereres et molekyle glyceraldehyd-3-phosphat, men i denne reaktion genereres et andet molekyle. Med dette skal det forstås, at derfra alle følgende reaktioner forekommer to gange, dette skyldes 2 glyceraldehydmolekyler genereret fra den samme fase.
Energifordelingsfase
Mens ATP energi forbruges i den første fase, i denne fase bliver glyceraldehyd et molekyle med mere energi, så til sidst opnås en endelig fordel: 4 ATP-molekyler. Hver af glykolysereaktionerne forklares i dette afsnit:
- Glyceraldehyd-3-phosphatdehydrogenase: i denne reaktion oxideres glyceraldehyd- 3-phosphat ved hjælp af NAD +, først derefter kan der tilsættes en phosphation til molekylet, som udføres af enzymet glyceraldehyd 3-phosphatdehydrogenase i 5 trin på denne måde, øger den samlede energi af forbindelsen.
- Phosphoglyceratkinase: i denne reaktion formår enzymet phosphoglyceratkinase at overføre phosphatgruppen på 1,3 bisphosphoglycerat til et ADP-molekyle, dette genererer det første ATP-molekyle i energifordelingsvejen. Fordi glukose omdannes til to glyceraldehydmolekyler, udvindes 2 ATP i denne fase.
- Phosphoglyceratmutase: hvad der sker i denne reaktion er ændringen i positionen af phosphat C3 til C2, begge er meget ens og reversible energier med variationer i fri energi, der er tæt på nul. Her omdannes 3-phosphoglyceratet opnået fra den foregående reaktion til 2-phosphoglycerat, men det enzym, som katalyserer denne reaktion, er phosphoglyceratmutase.
- Enolase: dette enzym giver dannelsen af en dobbeltbinding i 2 phosphoglycerat, hvilket medfører, at et vandmolekyle, der var dannet af hydrogen fra C2 og OH fra C3, blev elimineret, hvilket resulterede i phosphoenolpyruvat.
- Pyruvatkinase: her finder dephosphorylering af phosphoenolpyruvat sted, det er da, at enzymet pyruvat og ATP opnås, en irreversibel reaktion, der opstår fra pyruvatkinase (et enzym, der forresten er afhængigt af kalium og magnesium.
Produkter af glykolyse
Da mellemproduktets metaboliske retning i reaktionerne afhænger af mobilbehovet, kan hver mellemled betragtes som produkter fra reaktionerne, og hvert produkt vil derefter være (i rækkefølge ifølge de tidligere forklarede reaktioner) som følger:
- Glukose 6 fosfat
- Fruktose 6 fosfat
- Fruktose 1,6 bisphosphat
- Dihydroxyacetonphosphat
- Glyceraldehyd 3 fosfat
- 1,3 bisphosphoglycerat
- 3 fosfoglycerat
- 2 fosfoglycerat
- Phosphoenolpyruvat
- Pyruvat
Glukoneogenese
Det er en anabolsk sti, hvor glykogensyntese sker gennem en simpel forløber, dette er glucose 6-phosphat. Glykogenese forekommer i lever og muskel, men forekommer i mindre grad i sidstnævnte. Det aktiveres via insulin som reaktion på høje glukoseniveauer, som kan forekomme efter at have spist mad, der indeholder kulhydrater.
Den gluconeogenese er skabt ved at inkorporere gentagne glucoseenheder, som kommer i den form af UDP-glucose til en splitter glykogen der tidligere har eksisteret, og som er baseret på de glycogenin proteiner, som er dannet af to kæder autoglicosilan og at de derudover kan forbinde deres kæder til en oktamer af glukose.
