I denne artikel vil vi se nærmere på aerob glykolyse, dens processer og analysere stadierne og trinene. Lad os stifte bekendtskab med den anaerobe oxidation af glucose, lære om de evolutionære modifikationer af denne proces og bestemme dens biologiske betydning.
Hvad er glykolyse
Glykolyse er en af de tre former for glukoseoxidation, hvor selve oxidationsprocessen ledsages af frigivelse af energi, som er lagret i NADH og ATP. I glykolyseprocessen opnås to pyrodruesyremolekyler fra et glukosemolekyle.
Glykolyse er en proces, der foregår under påvirkning af forskellige biologiske katalysatorer - enzymer. Det vigtigste oxidationsmiddel er oxygen - O2, men glykolyseprocesserne kan fortsætte i fravær. Denne type glykolyse kaldes anaerob glykolyse.
Glykolyseprocessen i fravær af ilt
Anaerob glykolyse er en trinvis proces med glucoseoxidation, hvor glucose ikke er fuldstændigt oxideret. Et molekyle pyrodruesyre dannes. Og med energisynspunkt, glykolyse uden deltagelse af oxygen (anaerob) er mindre gavnlig. Men når ilt kommer ind i cellen, kan den anaerobe oxidationsproces blive til en aerob og fortsætte i fuld form.
Glykolysemekanismer
Glykolyseprocessen er nedbrydning af glukose med seks carbonatomer til pyruvat med tre carbonatomer i form af to molekyler. Selve processen er opdelt i 5 trin af forberedelse og 5 trin, hvor energi lagres i ATP.
Glykolyseproces med 2 trin og 10 trin er som følger:
- 1 trin, trin 1 - phosphorylering af glucose. Ved det sjette kulstof i glukose aktiveres selve saccharidet via phosphorylering.
- Trin 2 - isomerisering af glucose-6-phosphat. På dette stadium omdanner phosphoglucoseimerase glukose katalytisk til fructose-6-phosphat.
- Tape 3 - Fructose-6-phosphat og dets phosphorylering. Dette trin består i dannelsen af fructose-1,6-diphosphat (aldolase) ved påvirkning af phosphofructokinase-1, som ledsager phosphorylgruppen fra adenosintriphosphorsyre til fructosemolekylet.
- Trin 4 er processen med sp altning af aldolase til dannelse af to molekyler af triosephosphat, nemlig eldose og ketose.
- Stage 5 - triosefosfater og deres isomerisering. På dette stadium sendes glyceraldehyd-3-phosphat til de efterfølgende stadier af glucose-nedbrydning, og dihydroxyacetone-phosphat omdannes til form af glyceraldehyd-3-phosphat under påvirkning af enzymet.
- 2 trin, trin 6 (1) - Glyceraldehyd-3-phosphat og dets oxidation - det trin, hvor dette molekyle oxideres og phosphoryleres tildiphosphoglycerat-1, 3.
- Stage 7 (2) - rettet mod at overføre fosfatgruppen til ADP fra 1,3-diphosphoglycerat. Slutprodukterne af dette trin er dannelsen af 3-phosphoglycerat og ATP.
- Trin 8 (3) - overgang fra 3-phosphoglycerat til 2-phosphoglycerat. Denne proces sker under påvirkning af enzymet phosphoglycerat mutase. En forudsætning for flowet af en kemisk reaktion er tilstedeværelsen af magnesium (Mg).
- Trin 9 (4) - 2 phosphoglycerta dehydrerede.
- Stage 10 (5) - fosfater opnået som et resultat af de foregående trin overføres til ADP og PEP. Energi fra phosphoenulpyrovat overføres til ADP. Reaktionen kræver tilstedeværelsen af kalium (K) og magnesium (Mg) ioner.
Modificerede former for glykolyse
Glykolyseprocessen kan ledsages af yderligere produktion af 1, 3 og 2, 3-biphosphoglycerater. 2,3-phosphoglycerat, under påvirkning af biologiske katalysatorer, er i stand til at vende tilbage til glycolyse og gå over i form af 3-phosphoglycerat. Rollen af disse enzymer er forskellig, for eksempel får 2,3-biphosphoglycerat, der er i hæmoglobin, oxygen til at passere ind i væv, hvilket fremmer dissociation og sænker affiniteten af O2 og erytrocytter.
Mange bakterier ændrer glykolyseformerne på forskellige stadier, reducerer deres samlede antal eller modificerer dem under indflydelse af forskellige enzymer. En lille del af anaerober har andre metoder til kulhydratnedbrydning. Mange termofile har kun 2 glykolyseenzymer overhovedet, disse er enolase og pyruvatkinase.
Glykogen og stivelse, disaccharider ogandre typer monosaccharider
Aerob glykolyse er en proces, der er iboende i andre typer kulhydrater, og specifikt er den iboende i stivelse, glykogen, de fleste disaccharider (manose, galactose, fructose, saccharose og andre). Funktionerne af alle typer kulhydrater er generelt rettet mod at opnå energi, men kan variere med hensyn til deres formål, anvendelse osv. Glykogen egner sig for eksempel til glykogenese, som i virkeligheden er en phospholytisk mekanisme, der sigter mod at opnå energi fra nedbrydning af glykogen. Glykogen i sig selv kan lagres i kroppen som en reservekilde til energi. Så f.eks. glukose opnået under et måltid, men som ikke absorberes af hjernen, akkumuleres i leveren og vil blive brugt, når der er mangel på glukose i kroppen for at beskytte individet mod alvorlige forstyrrelser i homeostase.
Betydningen af glykolyse
Glykolyse er en unik, men ikke den eneste type glukoseoxidation i kroppen, cellen af både prokaryoter og eukaryoter. Glykolyseenzymer er vandopløselige. Glykolysereaktionen i nogle væv og celler kan kun forekomme på denne måde, for eksempel i hjernen og leverens nefronceller. Andre måder at oxidere glukose på i disse organer bruges ikke. Glykolysens funktioner er dog ikke de samme over alt. For eksempel ekstraherer fedtvæv og leveren i fordøjelsesprocessen de nødvendige substrater fra glukose til syntese af fedtstoffer. Mange planter bruger glykolyse som en måde at udvinde hovedparten af deres energi på.
