Glykolyysi on koko joukko prosesseja, jotka keho suorittaa automaattisesti. Kuten tiedetään, ihminen tarvitsee paljon energiaa voidakseen suorittaa kaikki päivittäiset toimintansa. Tätä varten hänen on pidettävä hyvää ruokavaliota, joka perustuu vihanneksiin, proteiineihin, hedelmiin ja ennen kaikkea sisällytettävä yksi tärkeimmistä energialähteistä esimerkiksi glukoosi. Glukoosi pääsee elimistöön ruoan kautta ja erilaisissa kemiallisissa muodoissa, jotka myöhemmin muuttuvat muiksi, tämä tapahtuu erilaisista aineenvaihduntaprosesseista.
Mikä on glykolyysi
Sisällysluettelo
Glykolyysi edustaa tapaa, jolla keho aloittaa glukoosimolekyylien hajoamisen aineen saamiseksi, joka voi tuottaa keholle energiaa. Tämä on metaboliareitti, joka on vastuussa glukoosin hapettumisesta solun energian hankkimiseksi. Se on välittömin tapa siepata tämä energia, ja lisäksi se on yksi reiteistä, jotka yleensä valitaan hiilihydraattien aineenvaihdunnassa.
Sen tehtävien joukossa on tuottaa suurenergisiä molekyylejä NADH ja ATP soluenergian alkuperän syynä fermentaatio- ja aerobisissa hengitysprosesseissa.
Toinen glykolyysin suorittama tehtävä on pyruvaatin (perusmolekyylin solujen aineenvaihdunnassa) luominen, joka siirtyy soluhengityksen kiertoon osana aerobista hengitystä. Lisäksi se tuottaa 3 ja 6 hiiltä välituotteita, joita käytetään yleisesti eri soluprosesseihin.
Glykolyysi koostuu kahdesta vaiheesta, joista kukin koostuu 5 reaktiosta. Vaihe numero 1 käsittää viisi ensimmäistä reaktiota, sitten alkuperäinen glukoosimolekyyli muutetaan kahdeksi 3-fosfoglyseraldehydimolekyyliksi.
Tätä vaihetta kutsutaan yleensä preparatiiviseksi vaiheeksi, toisin sanoen se on täällä, kun glukoosi jaetaan kahteen 3 hiilen molekyyliin; sisältäen kaksi fosforihappoa (kaksi glyseraldehydi-3-fosfaattimolekyyliä). On myös mahdollista, että glykolyysi tapahtuu kasveissa, yleensä tämä tieto on yleensä selitettävissä glykolyysissä pdf.
Glykolyysin löytäminen
Vuonna 1860 tehtiin ensimmäiset glykolyysientsyymiin liittyvät tutkimukset, jotka valmisti Louis Pasteur, joka havaitsi, että käyminen tapahtuu erilaisten mikro-organismien välityksellä, vuosia myöhemmin, vuonna 1897, Eduard Buchner löysi uutteen solu, joka voi aiheuttaa käymisen.
Vuonna 1905 teoriaan tehtiin toinen panos, koska Arthur Harden ja William Young päättivät, että molekyylimassan solujakeet ovat välttämättömiä käymisen tapahtuessa, mutta näiden massojen on oltava korkeita ja lämpöherkkiä, toisin sanoen niiden on oltava entsyymejä.
He väittivät myös, että tarvitaan sytoplasman fraktiota, jolla on pieni molekyylipaino ja lämmönkestävyys, eli ATP-, ADP- ja NAD + -tyyppisiä koentsyymejä. Oli enemmän yksityiskohtia, jotka vahvistettiin vuonna 1940 Otto Meyerhofin ja Luis Leloirin välityksellä, jotka liittyivät häneen muutama vuosi myöhemmin. Heillä oli vaikeuksia käymisreitin määrittämisessä, mukaan lukien lyhyt elinikä ja matalat välituotepitoisuudet glykolyyttisissä reaktioissa, jotka olivat aina nopeita.
Lisäksi glykolyysientsyymin osoitettiin esiintyvän eukaryoottisten ja prokaryoottisten solujen sytosolissa, mutta kasvisoluissa glykolyyttiset reaktiot olivat kalviinisyklissä, joka esiintyy kloroplastien sisällä. Fylogeneettisesti muinaiset organismit sisältyvät tämän reitin säilyttämiseen, heitä pidetään yhtenä vanhimmista metaboliareiteistä. Kun tämä yhteenveto glykolyysi on valmis, voimme puhua laajasti sen sykleistä tai vaiheista.
Glykolyysisykli
Kuten aiemmin mainittiin, glykolyysissä on sarja tärkeitä vaiheita tai jaksoja, jotka ovat energiankulutusvaihe ja energian hyötyvaihe, joka voidaan selittää glykolyysikaaviona tai yksinkertaisesti luetteloimalla kaikki glykolyysireaktiot. Nämä puolestaan on jaettu 4 osaan tai perusosaan, jotka selitetään yksityiskohtaisesti jäljempänä.
Energiankulutusvaihe
Se on vaihe, joka on vastuussa glukoosimolekyylin muuttamisesta kahdeksi glyseraldehydimolekyyliksi, mutta tällöin tarvitaan 5 vaihetta, jotka ovat heksokinaasi, glukoosi-6-P-isomeraasi, fosfofruktokinaasi, aldolaasi ja trioosi. fosfaatti-isomeraasi, joka tarkennetaan alla:
- Heksokinaasi: glukoosienergian lisäämiseksi glykolyysin on tuotettava reaktio, tämä on glukoosin fosforylaatio. Tämän aktivoinnin toteuttamiseksi tarvitaan heksokinaasientsyymin katalysoimaa reaktiota, toisin sanoen fosfaattiryhmän siirtämistä ATP: stä, joka voidaan lisätä fosfaattiryhmästä molekyylisarjaan, joka on samanlainen kuin glukoosi, mukaan lukien mannoosi ja fruktoosi. Kun tämä reaktio tapahtuu, sitä voidaan käyttää muissa prosesseissa, mutta vain tarvittaessa.
- Glukoosi-6-P-isomeraasi: tämä on erittäin tärkeä vaihe, koska täällä määritellään molekyyligeometria, joka vaikuttaa glykolyysin kriittisiin vaiheisiin, ensimmäinen on se, joka lisää fosfaattiryhmän reaktiotuotteeseen, toinen on, kun kaksi glyseraldehydimolekyyliä luodaan, jotka lopulta ovat pyruvaatin edeltäjät. Glukoosi 6-fosfaatti isomerisoidaan fruktoosi 6-fosfaatiksi tässä reaktiossa ja tämä tapahtuu glukoosi 6-fosfaatti-isomeraasin entsyymin kautta.
- Fosfofruktokinaasi: tässä glykolyysimenetelmässä fruktoosi 6 -fosfaatin fosforylaatio suoritetaan hiilessä 1, lisäksi ATP: n kulutus suoritetaan fosfofruktokinaasi 1 -entsyymin, joka tunnetaan paremmin nimellä PFK1, kautta.
Kaikesta edellä esitetystä johtuen fosfaatilla on alhainen hydrolyysienergia ja peruuttamaton prosessi, jolloin saadaan lopulta tuote nimeltä fruktoosi-1,6-bisfosfaatti. Palautumaton laatu on välttämätöntä, koska se muuttaa sen glykolyysin kontrollipisteeksi, siksi se sijoitetaan tähän eikä ensimmäiseen reaktioon, koska glukoosin lisäksi on muita substraatteja, jotka onnistuvat pääsemään glykolyysiin.
- Aldolaasi: tämä entsyymi onnistuu hajottamaan fruktoosi-1,6-bisfosfaatin kahdeksi 3-hiilimolekyyliksi, joita kutsutaan triooseiksi, näitä molekyylejä kutsutaan dihydroksiasetonifosfaatiksi ja glyseraldehydi-3-fosfaatiksi. Tämä tauko tehdään aldolikondensaation ansiosta, joka on muuten palautuva.
Tämän reaktion pääominaisuutena on vapaa energia välillä 20-25 Kj / mol, eikä sitä tapahdu normaaleissa olosuhteissa, vielä vähemmän spontaanisti, mutta kun on kyse solunsisäisistä olosuhteista, vapaa energia on pieni, tämä johtuu siitä, että on olemassa alhainen substraattikonsentraatio ja juuri tämä tekee reaktion palautuvaksi.
- Trioosifosfaatti-isomeraasi: Tässä glykolyysimenetelmässä on standardia ja positiivista vapaata energiaa, joka tuottaa prosessin, jota ei suositeta, mutta tuottaa negatiivisen vapaan energian, mikä tekee G3P: n muodostumisesta suotuisaan suuntaan. Lisäksi on otettava huomioon, että ainoa, joka voi seurata glykolyysin jäljellä olevia vaiheita, on glyseraldehydi-3-fosfaatti, joten toinen dihydroksiasetonifosfaattireaktion tuottama molekyyli muuttuu glyseraldehydi-3-fosfaatiksi.
Glukoosin fosforylaatiossa on kaksi etua, joista ensimmäinen perustuu siihen, että glukoosista tulee reaktiivinen metabolinen aine, toiseksi se, että saavutetaan, että glukoosi 6-fosfaatti ei pääse solukalvon läpi, joka on hyvin erilainen kuin glukoosi, koska sillä on negatiivinen varaus, jonka fosfaattiryhmä tarjoaa molekyylille, se tekee siitä ristikkäisen monimutkaisemman. Kaikki tämä estää solun energiasubstraatin menettämisen.
Lisäksi fruktoosilla on allosteerikeskuksia, jotka ovat herkkiä välituotteiden kuten rasvahappojen ja sitraatin pitoisuuksille. Tässä reaktiossa vapautuu fosfofruktokinaasi 2 -entsyymi, joka on vastuussa fosforyloinnista hiilessä 2 ja sen säätelystä.
Tässä vaiheessa vain ATP kulutetaan ensimmäisessä ja kolmannessa vaiheessa, ja lisäksi on muistettava, että neljännessä vaiheessa muodostuu glyseraldehydi-3-fosfaattimolekyyli, mutta tässä reaktiossa syntyy toinen molekyyli. Tämän vuoksi on ymmärrettävä, että sieltä kaikki seuraavat reaktiot tapahtuvat kahdesti, tämä johtuu 2 glyseraldehydimolekyylistä, jotka on tuotettu samasta faasista.
Energiahyötyvaihe
Vaikka ATP-energiaa kulutetaan ensimmäisessä vaiheessa, tässä vaiheessa glyseraldehydistä tulee molekyyli, jolla on enemmän energiaa, joten lopulta saadaan lopullinen hyöty: 4 ATP-molekyyliä. Jokainen glykolyysireaktio selitetään tässä osiossa:
- Glyseraldehydi-3-fosfaattidehydrogenaasi: tässä reaktiossa glyseraldehydi- 3-fosfaatti hapetetaan NAD +: lla, vasta sitten molekyyliin voidaan lisätä fosfaatti-ioni, jonka glyseraldehydi-3-fosfaattidehydrogenaasi-entsyymi suorittaa tällä tavalla 5 tavalla, lisää yhdisteen kokonaisenergiaa.
- Fosfoglyseraattikinaasi: tässä reaktiossa fosfoglyseraattikinaasientsyymi onnistuu siirtämään 1,3-bisfosfoglysereraatin fosfaattiryhmän ADP-molekyyliin, mikä tuottaa ensimmäisen ATP-molekyylin energiahyötyreitillä. Koska glukoosi muuttuu kahdeksi glyseraldehydimolekyyliksi, 2 ATP otetaan talteen tässä vaiheessa.
- Fosfoglyseraattimutaasi: Tässä reaktiossa tapahtuu fosfaatti C3: n aseman muutos C2: ksi, molemmat ovat hyvin samanlaisia ja palautuvia energioita, joiden vapaan energian vaihtelut ovat lähellä nollaa. Tässä edellisestä reaktiosta saatu 3 fosfoglyseraaattia muunnetaan 2 fosfoglyseraatiksi, mutta tätä reaktiota katalysoiva entsyymi on fosfoglyseraattimutaasi.
- Enolaasi: tämä entsyymi muodostaa kaksoissidoksen 2 fosfoglyseraattiin, mikä aiheuttaa vesimolekyylin, joka oli muodostunut vedystä C2: sta, ja OH: sta C3: sta, eliminoimisen, mikä johtaa fosfoenolipyruvaattiin.
- Pyruvaattikinaasi: täällä tapahtuu fosfoenolipyruvaatin defosforylaatio, jolloin saadaan entsyymi pyruvaatti ja ATP, joka on peruuttamaton reaktio, joka tapahtuu pyruvaattikinaasista (entsyymi, joka muuten on riippuvainen kaliumista ja magnesium.
Glykolyysin tuotteet
Koska reaktioiden välituotteiden metabolinen suunta riippuu solutarpeista, kutakin välittäjää voidaan pitää reaktioiden tuotteina, jolloin kukin tuote olisi (järjestyksessä aiemmin selitettyjen reaktioiden mukaan) seuraava:
- Glukoosi 6-fosfaatti
- Fruktoosi 6-fosfaatti
- Fruktoosi 1,6-bisfosfaatti
- Dihydroksiasetonifosfaatti
- Glyseraldehydi 3 -fosfaatti
- 1,3-bisfosfoglyseraatti
- 3 fosfoglyseraattia
- 2 fosfoglyseraattia
- Fosfenolipyruvaatti
- Pyruvaatti
Glukoneogeneesi
Se on anabolinen polku, jolla glykogeenin synteesi tapahtuu yksinkertaisen prekursorin kautta, tämä on glukoosi 6-fosfaatti. Glykogeneesi esiintyy maksassa ja lihaksissa, mutta sitä esiintyy vähäisemmässä määrin jälkimmäisissä. Se aktivoituu insuliinin kautta vasteena korkealle glukoosipitoisuudelle, jota voi esiintyä hiilihydraatteja sisältävien elintarvikkeiden syömisen jälkeen.
Glukoneogeneesin on luotu yhdistämällä toistuva glukoosiyksikköä, jotka tulevat muodossa UDP-glukoosin jakaja glykogeenin aiemmin olemassa ja että perustuu glykogenii- proteiineja, jotka on muodostettu kahdesta ketjusta autoglicosilan ja että lisäksi he voivat liittää ketjunsa glukoosin oktameeriin.
