Hvad studerer biokemi? Glykolyse er en alvorlig enzymatisk proces med nedbrydning af glukose, der forekommer i dyre- og menneskevæv uden brug af ilt. Det er ham, der af biokemikere betragtes som en måde at opnå mælkesyre- og ATP-molekyler på.
Definition
Hvad er aerob glykolyse? Biokemi betragter denne proces som den eneste proces, der er karakteristisk for levende organismer, der leverer energi.
Det er ved hjælp af en sådan proces, at dyrs og menneskers organisme er i stand til at udføre visse fysiologiske funktioner i et vist tidsrum under forhold med utilstrækkelig ilt.
Hvis processen med nedbrydning af glukose udføres med deltagelse af ilt, sker der aerob glykolyse.
Hvad er dens biokemi? Glykolyse betragtes som det første trin i processen med at oxidere glucose til vand og kuldioxid.
Historiesider
Udtrykket "glykolyse" blev brugt af Lépin i slutningen af det nittende århundrede til processen med at reducere blodsukkeret, der blev fjernet fra kredsløbssystemet. Nogle mikroorganismer har fermenteringsprocesser, der ligner glykolyse. For sådantransformation bruger elleve enzymer, hvoraf de fleste er isoleret i en homogen, højt oprenset eller krystallinsk form, deres egenskaber er godt undersøgt. Denne proces finder sted i cellens hyaloplasma.
Processpecifikationer
Hvordan forløber glykolyse? Biokemi er en videnskab, hvor denne proces betragtes som en flertrinsreaktion.
Den første enzymatiske reaktion af glykolyse, phosphorylering, er forbundet med overførsel af orthophosphat til glukose af ATP-molekyler. Enzymet hexokinase fungerer som en katalysator i denne proces.
Produktionen af glucose-6-phosphat i denne proces forklares ved frigivelsen af en betydelig mængde energi i systemet, det vil sige, at der finder en irreversibel kemisk proces sted.
Sådan et enzym som hexokinase fungerer som en katalysator for processen med phosphorylering af ikke kun D-glucose selv, men også D-mannose, D-fructose. Ud over hexokinase er der et andet enzym i leveren - glucokinase, som katalyserer processen med phosphorylering af én D-glucose.
Anden etape
Hvordan forklarer moderne biokemi anden fase af denne proces? Glykolyse på dette stadium er overgangen af glucose-6-phosphat under påvirkning af hexosephosphatisomerase til et nyt stof - fructose-6-phosphat.
Processen forløber i to indbyrdes modsatte retninger, kræver ikke cofaktorer.
Tredje etape
Det er forbundet med phosphoryleringen af det resulterende fruktose-6-phosphat ved hjælp af ATP-molekyler. Acceleratoren af denne proces er enzymet phosphofructokinase. Reaktionbetragtes som irreversibelt, det forekommer i nærværelse af magnesiumkationer, anses det for at være et langsomt forløbende stadium af denne interaktion. Det er hende, der er grundlaget for at bestemme glykolysehastigheden.
Phosphofructokinase er en af repræsentanterne for allosteriske enzymer. Det hæmmes af ATP-molekyler, stimuleret af AMP og ADP. I tilfælde af diabetes, under faste, såvel som ved mange andre tilstande, hvor fedt indtages i store mængder, stiger citratindholdet i vævsceller flere gange. Under sådanne forhold er der en signifikant hæmning af phosphofructokinases fuldgyldige aktivitet af citrat.
Hvis forholdet mellem ATP og ADP når signifikante værdier, hæmmes phosphofructokinase, hvilket hjælper med at bremse glykolysen.
Hvordan kan du øge glykolysen? Biokemi foreslår at reducere intensitetsfaktoren for dette. For eksempel i en ikke-fungerende muskel er aktiviteten af phosphofructokinase lav, men koncentrationen af ATP stiger.
Når musklen arbejder, er der en betydelig brug af ATP, som forårsager en stigning i niveauet af enzymet, hvilket forårsager en acceleration af glykolyseprocessen.
Fjerde etape
Enzymet aldolase er katalysatoren for denne del af glykolysen. Takket være ham sker den reversible opsplitning af stoffet i to phosphotrioser. Afhængigt af temperaturværdien etableres ligevægt på forskellige niveauer.
Hvordan forklarer biokemi, hvad der sker? Glykolyse med stigende temperatur forløber i retning af en direkte reaktion, produktetsom er glyceraldehyd-3-phosphat og dihydroxyacetonephosphat.
Andre etaper
Det femte trin er processen med isomerisering af triosephosphater. Katalysatoren for processen er enzymet triosephosphatisomerase.
Den sjette reaktion i sammenfattende form beskriver produktionen af 1,3-diphosphorglycerinsyre i nærvær af NAD-phosphat som en hydrogenacceptor. Det er dette uorganiske middel, der fjerner brint fra glyceraldehyd. Den resulterende binding er skrøbelig, men den er rig på energi, og når den sp altes, opnås 1,3-diphosphoglycerinsyre.
Det syvende trin, katalyseret af phosphoglyceratkinase, involverer overførsel af energi fra phosphatresten til ADP for at danne 3-phosphoglycerinsyre og ATP.
I den ottende reaktion sker der en intramolekylær overførsel af phosphatgruppen, mens omdannelsen af 3-phosphoglycerinsyre til 2-phosphoglycerat observeres. Processen er reversibel, derfor bruges magnesiumkationer til implementeringen.
2,3-diphosphoglycerinsyre fungerer som en cofaktor for enzymet på dette stadium.
Den niende reaktion involverer overgangen af 2-phosphoglycerinsyre til phosphoenolpyruvat. Enolase-enzymet, som aktiveres af magnesiumkationer, fungerer som en accelerator for denne proces, og fluorid virker som en hæmmer i dette tilfælde.
Den tiende reaktion fortsætter med brydning af bindingen og overførsel af energien fra fosfatresten til ADP fra phosphoenolpyrodruesyre.
Det ellevte trin er forbundet med reduktion af pyrodruesyre, opnåelse af mælkesyre. Denne omdannelse kræver deltagelse af enzymet laktatdehydrogenase.
Hvordan kan du nedskrive glykolyse på en generel måde? Reaktioner, hvis biokemi blev diskuteret ovenfor, reduceres til glykolytisk oxidoreduktion, ledsaget af dannelsen af ATP-molekyler.
Procesværdi
Vi så på, hvordan biokemien beskriver glykolyse (reaktioner). Den biologiske betydning af denne proces er at opnå fosfatforbindelser med en stor energireserve. Hvis der bruges to ATP-molekyler i det første trin, er fasen forbundet med dannelsen af fire molekyler af denne forbindelse.
Hvad er dens biokemi? Glykolyse og gluconeogenese er energieffektive: 2 ATP-molekyler tegner sig for 1 glukosemolekyle. Energiændringen under dannelsen af to syremolekyler fra glucose er 210 kJ/mol. 126 kJ blade i form af varme, 84 kJ ophobes i fosfatbindingerne i ATP. Terminalbindingen har en energiværdi på 42 kJ/mol. Biokemi beskæftiger sig med lignende beregninger. Aerob og anaerob glykolyse har en effektivitet på 0,4.
Interessante fakta
Som et resultat af adskillige eksperimenter var det muligt at fastslå de nøjagtige værdier af hver glykolysereaktion, der forekommer i intakte humane erytrocytter. Otte reaktioner af glykolyse er tæt på termodynamisk ligevægt, tre processer er forbundet med et signifikant fald i mængden af fri energi og anses for irreversible.
Hvad er glukoneogenese? Biokemien i processen består i nedbrydningen af kulhydrat, som finder sted iflere stadier. Hvert trin styres af enzymer. For eksempel i væv, der er karakteriseret ved aerob metabolisme (hjertevæv, nyrer), reguleres det af isoenzymerne LDH1 og LDH2. De hæmmes af små mængder pyruvat, som et resultat af hvilket syntesen af mælkesyre ikke er tilladt, og den fuldstændige oxidation af acetyl-CoA i tricarboxylsyrecyklussen opnås.
Hvad ellers karakteriserer anaerob glykolyse? Biokemi involverer f.eks. inddragelse af andre kulhydrater i processen.
Som et resultat af laboratorieundersøgelser blev det fundet, at omkring 80 % af den fruktose, der kommer ind i menneskekroppen med mad, metaboliseres i leveren. Her finder processen med dets phosphorylering til fructose-6-phosphat sted, enzymet hexokinase fungerer som en katalysator for denne proces.
Denne proces hæmmes af glukose. Den resulterende forbindelse omdannes til glucose gennem flere trin, ledsaget af eliminering af fosforsyre. Derudover er dets efterfølgende omdannelser til andre fosforholdige organiske forbindelser mulige.
Under påvirkning af ATP og phosphofructokinase vil fructose-6-phosphat blive omdannet til fructose-1,6-diphosphat.
Så metaboliseres dette stof gennem de stadier, der er karakteristiske for glykolyse. Musklerne og leveren har ketohexokinase, som kan fremskynde phosphoryleringsprocessen af fructose til dets fosforholdige forbindelse. Processen blokeres ikke af glucose, og det resulterende fructose-1-phosphat nedbrydes under påvirkning af ketose-1-phosphat aldolase til glyceraldehyd og dihydroxyacetonephosphat. D-glyceraldehyd underunder påvirkning af triozokinase går den i phosphorylering, i sidste ende frigives ATP-molekyler, og der opnås dihydroxyacetonephosphat.
Medfødte anomalier
Biokemikere har været i stand til at identificere nogle medfødte anomalier forbundet med fructosemetabolisme. Dette fænomen (essentiel fructosuria) er forbundet med en biologisk mangel i indholdet af enzymet ketohexokinase i kroppen, derfor hæmmes alle processer for nedbrydning af dette kulhydrat af glukose. Konsekvensen af denne krænkelse er ophobning af fruktose i blodet. For fructose er nyretærsklen lav, så fructosuri kan påvises ved kulhydratkoncentrationer i blodet omkring 0,73 mmol/L.
Deltagelse i biosyntesen af galactose
Galactose kommer ind i kroppen med mad, som nedbrydes i fordøjelseskanalen til glukose og galactose. Først omdannes dette kulhydrat til galactose-1-phosphat, processen katalyseres af galactokinase. Dernæst omdannes den fosforholdige forbindelse til glucose-1-phosphat. På dette stadium dannes også uridin-diphosphogalactose og UDP-glucose. De efterfølgende trin af processen forløber i overensstemmelse med et skema svarende til nedbrydningen af glukose.
Udover denne vej for galactosemetabolisme, er et andet skema også muligt. Først dannes der også galactose-1-phosphat, men efterfølgende trin er forbundet med dannelsen af UTP-molekyler og glucose-1-phosphat.
Blandt de mange patologiske tilstande, der er forbundet med kulhydratmetabolisme, indtager galaktosæmi en særlig plads. Dette fænomen er forbundet med en recessivt arvelig sygdom, medhvor blodsukkeret stiger på grund af galactose og når 16,6 mmol/l. Samtidig er der praktisk t alt ingen ændring i indholdet af glukose i blodet. Ud over galactose ophobes i sådanne tilfælde også galactose-1-phosphat i blodet. Børn diagnosticeret med galaktosæmi har mental retardering og har også grå stær.
Når væksten af forstyrrelser i kulhydratmetabolismen falder, er årsagen nedbrydningen af galactose langs den anden vej. Takket være det faktum, at det lykkedes biokemikere at finde ud af essensen af den igangværende proces, blev det muligt at håndtere problemer relateret til den ufuldstændige nedbrydning af glukose i kroppen.
