Tartalom
- Glükóz alapjai
- A teljes glikolízis út
- Glikolízis: Befektetési szakasz
- Glikolízis: Visszatérési fázis
- A glikolízis szabályozása
- Glikolízis enzim aktiválás
- Glikolízis enzim gátlás
- Bővebben a Hexokinase Regulation-ről
glikolízis egy univerzális anyagcsere-folyamat a világ élő elemei között. Az összes sejt citoplazmájában felsorolt 10 reakciósorozat átalakítja a hat széntartalmú cukormolekulát szőlőcukor két molekulába piruvátot, két molekulát ATP-t és két molekulát NADH-ba.
Tudjon meg többet a glikolízisről.
Ban ben prokarióták, amelyek a legegyszerűbb organizmusok, a glikolízis valóban az egyetlen sejtes anyagcsere-játék a városban. Ezeknek az organizmusoknak, amelyek szinte mindegyike egyetlen sejtből áll, és viszonylag kevés tartalommal rendelkezik, korlátozott anyagcsere-szükséglettel rendelkezik, és a glikolízis elegendő ahhoz, hogy versengő tényezők hiányában virágzhassanak és szaporodjanak. Eukariótákmásrészről, mielőtt az aerob légzés fő étele bejutna a képbe, gurolizálja a szükséges előételként.
A glikolízis megbeszélései gyakran a kedvező körülmények között vannak, például a megfelelő szubsztrát és enzimkoncentráció. Ritkábban említik, de fontosak azok a dolgok is, amelyek kialakításuk miatt előfordulhatnak gátolják a glikolízis sebessége. Bár a sejteknek energiára van szükség, a glikolízis malom folyamatos áramlása annyi nyersanyaggal nem mindig kívánatos sejtes eredmény. A sejt szerencsére a glikolízis számos résztvevője képes befolyásolni a sejt sebességét.
Glükóz alapjai
A glükóz egy C képletű hat széncukor6H12O6. (Szórakoztató biomolekuláris trivia: Minden szénhidrátnak - legyen szó cukorról, keményítőről vagy oldhatatlan rostról) - általános kémiai képlete CNH2NON.) A molekulatömege 180 g, mérete szempontjából hasonló a nehezebb aminosavakhoz. A plazmamembránon keresztül szabadon diffundálhat a sejtbe és a sejtből.
A glükóz monoszacharid, ami azt jelenti, hogy nem kisebb cukrok kombinálásával állítják elő. A fruktóz egy monoszacharid, míg a szacharóz ("asztali cukor") egy glükózmolekulából és egy fruktózmolekulából összeállított diszacharid.
Nevezetesen, a glükóz gyűrű formájában van jelen, amelyet a legtöbb ábra hatszögként mutat be. A hat gyűrűatomból öt glükóz, míg a hatodik oxigénatom. A 6 szénatom egy metil- (- CH3) csoport a gyűrűn kívül.
A teljes glikolízis út
A glikolízis 10 reakciójának összege a következő képlettel rendelkezik:
C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP → 2 CH3(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+
Szóval, ez azt jelenti, hogy egy glükózmolekula két glükózmolekulává alakul, 2 ATP-t és 2 NADH-t generálva (a nikotinamid-adenin-dinukleotid redukált formája, a biokémia általános "elektronhordozója").
Vegye figyelembe, hogy nincs szükség oxigénre. Bár a piruvátot szinte mindig az aerob légzés lépéseiben veszik igénybe, a glikolízis aerob és anaerob szervezetekben is megtörténik.
Glikolízis: Befektetési szakasz
A glikolízist klasszikusan két részre osztják: egy "beruházási fázisra", amelyhez 2 ATP (adenozin-trifoszfát, a sejtek "energia pénzneme") szükséges ahhoz, hogy a glükóz-molekulát valamilyen potenciális energiájúvá és "kifizetésé" alakítsák. vagy "betakarítási" fázis, amelyben 4 ATP keletkezik az egyik háromszénű molekula (gliceráldehid-3-foszfát vagy GAP) egy másik piruáttá történő átalakításával. Ez azt jelenti, hogy glükózmolekulánként összesen 4 -2 = 2 ATP keletkezik.
Amikor a glükóz belép egy sejtekbe, az enzim hatására foszforilálódik (azaz foszfátcsoport kapcsolódik hozzá). hexokináz. Ez az enzim, vagy fehérjekatalizátor, a glikolízisben a szabályozó enzimek közül a legfontosabb. A glikolízis 10 reakciójának mindegyikét egy enzim katalizálja, és ez az enzim viszont csak azt az egy reakciót katalizálja.
Az e foszforilezési lépés eredményeként kapott glükóz-6-foszfátot (G6P) ezután fruktóz-6-foszfáttá (F6P) konvertálják, mielőtt egy második foszforilezés megtörténne, ezúttal a foszfofruktokinázt, egy másik kritikus szabályozó enzim. Ennek eredményeként fruktóz-1,6-biszfoszfát (FBP) képződik, és a glikolízis első fázisa befejeződött.
Glikolízis: Visszatérési fázis
A fruktóz-1,6-biszfoszfát három szén molekula, a dihidroxi-aceton-foszfát (DHAP) és a glicerraldehid-3-foszfát (GAP) két részére oszlik. A DHAP gyorsan átalakul GAP-ra, tehát a hasítás nettó hatása két azonos háromszén-molekula létrehozása egy-hat szén-molekulaból.
A GAP-t ezután a glicerraldehid-3-foszfát-dehidrogenáz enzim 1,3-difoszfo-gliceráttá alakítja. Ez egy forgalmas lépés; NAD+ átalakul NADH-ra és H-re+ a GAP-ból leválasztott hidrogénatomok felhasználásával, majd a molekula foszforilálódik.
A fennmaradó lépésekben, amelyek az 1,3-difoszfo-glicerátot piruváttá alakítják, mindkét foszfátot egymás után eltávolítják a háromszénű molekulaból, hogy ATP-t kapjanak. Mivel az FBP felosztása után minden kétszer megtörténik glükóz-molekulánként, ez azt jelenti, hogy 2 NADH, 2H+ és 4 ATP-t generálnak a visszatérési fázisban, 2 NADH, 2H hálóra+ és 2 ATP.
További információ a glikolízis végső eredményéről.
A glikolízis szabályozása
A glikolízisben résztvevő enzimek közül három jelentős szerepet játszik a folyamat szabályozásában. Kettőt, a hexokinázt és a foszfofruktokinázt (vagy PFK-t) már említették. A harmadik, piruvát-kináz, felelős a végső glikolízis reakció, azaz a foszfoenolpiruvát (PEP) piruváttá történő átalakításáért.
Ezen enzimek mindegyikének van aktivátorok továbbá inhibitorok. Ha ismeri a kémiát és a visszacsatolás gátlás fogalmát, akkor előre jelezheti azokat a feltételeket, amelyek miatt egy adott enzim felgyorsítja vagy lelassítja annak aktivitását. Például, ha egy sejt egy régiója gazdag G6P-ben, akkor számítana arra, hogy a hexokináz agresszív módon keres minden glükózmolekulát, amelyen vándorol? Valószínűleg nem is tenné, mert ilyen körülmények között nincs sürgős szükség további G6P létrehozására. És igazad lenne.
Glikolízis enzim aktiválás
Míg a hexokinázt a G6P gátolja, addig az AMP (adenozin-monofoszfát) és az ADP (adenozin-difoszfát) aktiválja, ugyanúgy, mint a PFK és a piruvát-kináz. Ennek oka az, hogy az AMP és ADP magasabb szintje általában alacsonyabb ATP szintet jelent, és ha alacsony ATP szint, akkor a glikolízis bekövetkezésének lendülete nagy.
A piruvát-kinázt a fruktóz-1,6-biszfoszfát is aktiválja, ami értelme, mert túl sok FBP azt jelenti, hogy egy glikolízis közbenső termék felhalmozódik az áramlási ponton, és a dolgoknak gyorsabban kell megtörténniük a folyamat végén. A fruktóz-2,6-biszfoszfát szintén a PFK aktivátora.
Glikolízis enzim gátlás
A hexokinázt, amint már említettük, gátolja a G6P. A PFK-t és a piruvát-kinázt mindkettő gátolja az ATP jelenléte ugyanazon alapvető ok miatt, amelyeket az AMP és az ADP aktivál.: A sejt energia állapota elősegíti a glikolízis sebességének csökkenését.
A PFK-t szintén gátolja citrát, a Krebs-ciklus egyik alkotóeleme, amely az aerob légzés folyamán fordul elő. A piruvát-kinázt gátolja acetil-CoA, amely az a molekula, amelyből a piruvát a glikolízis befejezése után és a Krebsi ciklus kezdete előtt átalakul (valójában az acetil-CoA a ciklus első lépésében oxaloacetáttal kombinálva citrát képződik). Végül az alanin aminosav gátolja a piruvát-kinázt is.
Bővebben a Hexokinase Regulation-ről
Arra számíthat, hogy a G6P mellett más glikolízis-termékek gátolják a hexokinázt is, mivel ezek jelentős mennyiségben való jelenléte azt jelzi, hogy csökkent a G6P-igény. Ugyanakkor csak a G6P gátolja a hexokinázt. Miért ez?
Az ok meglehetősen egyszerű: a G6P-re szükség van a glikolízistől eltérő reakcióutakhoz is, ideértve a pentóz-foszfát-suntot és glikogén szintézis. Ezért ha a G6P-től eltérő downstream molekulák megakadályozhatnák a hexokinázt a munkájától, ezek a többi reakcióút szintén lelassul, mivel a G6P nem lép be a folyamatba, és ezért egyfajta kiegészítő károkat jelentenek.