Ebben a cikkben közelebbről megvizsgáljuk az aerob glikolízist, annak folyamatait, valamint elemezzük a szakaszait és lépéseit. Ismerkedjünk meg a glükóz anaerob oxidációjával, ismerjük meg ennek a folyamatnak az evolúciós módosulatait és határozzuk meg biológiai jelentőségét.
Mi a glikolízis
A glikolízis a glükóz oxidációjának három formájának egyike, amelyben maga az oxidációs folyamat energia felszabadulásával jár, amely a NADH-ban és az ATP-ben raktározódik. A glikolízis során egy glükózmolekulából két piroszőlősav-molekula keletkezik.
A glikolízis olyan folyamat, amely különféle biológiai katalizátorok – enzimek – hatására megy végbe. A fő oxidálószer az oxigén - O2, ennek hiányában azonban a glikolízis folyamatai lezajlhatnak. Ezt a típusú glikolízist anaerob glikolízisnek nevezik.
A glikolízis folyamata oxigén hiányában
Az anaerob glikolízis a glükóz oxidációjának lépcsőzetes folyamata, amelyben a glükóz nem oxidálódik teljesen. Egy molekula piroszőlősav képződik. És energiávalAz oxigén részvétele nélküli (anaerob) glikolízis kevésbé előnyös. Amikor azonban az oxigén belép a sejtbe, az anaerob oxidációs folyamat aerob folyamattá alakulhat át, és teljes formában megy végbe.
A glikolízis mechanizmusai
A glikolízis folyamata a hat szénatomos glükóz bomlása három szénatomos piruváttá, két molekula formájában. Maga a folyamat 5 előkészítési és 5 szakaszra oszlik, amelyekben az energiát az ATP-ben tárolják.
A 2 lépésből és 10 lépésből álló glikolízis folyamata a következő:
- 1 szakasz, 1. szakasz - a glükóz foszforilációja. A glükóz hatodik szénatomjánál maga a szacharid aktiválódik foszforilációval.
- 2. lépés – a glükóz-6-foszfát izomerizálása. Ebben a szakaszban a foszfoglükóz-szemimeráz katalitikusan alakítja át a glükózt fruktóz-6-foszfáttá.
- 3. szakasz – Fruktóz-6-foszfát és foszforilációja. Ez a lépés a fruktóz-1,6-difoszfát (aldoláz) képzéséből áll a foszfofruktokináz-1 hatására, amely az adenozin-trifoszforsavtól a fruktózmolekuláig tartó foszforilcsoportot kíséri.
- A 4. lépés az aldoláz hasítási folyamata, így két trióz-foszfát molekula, nevezetesen eldóz és ketóz képződik.
- 5. szakasz - trióz-foszfátok és izomerizációjuk. Ebben a szakaszban a gliceraldehid-3-foszfát a glükóz lebontásának következő szakaszaiba kerül, és a dihidroxi-aceton-foszfát az enzim hatására glicerinaldehid-3-foszfáttá alakul.
- 2 szakasz, 6. szakasz (1) - Gliceraldehid-3-foszfát és oxidációja - az a szakasz, amelyben ez a molekula oxidálódik és foszforilálódikdifoszfoglicerát-1, 3.
- 7. szakasz (2) - célja a foszfátcsoport ADP-be való átvitele 1,3-difoszfoglicerátból. Ennek a lépésnek a végterméke a 3-foszfoglicerát és az ATP képződése.
- 8. lépés (3) – áttérés 3-foszfoglicerátról 2-foszfoglicerátra. Ez a folyamat a foszfoglicerát-mutáz enzim hatása alatt megy végbe. A kémiai reakció lefolyásának előfeltétele a magnézium (Mg) jelenléte.
- 9. lépés (4) – 2 foszfoglicerát dehidratált.
- 10. szakasz (5) - az előző szakaszok eredményeként kapott foszfátok átkerülnek az ADP-be és a PEP-be. A foszfoenulpirovátból származó energia az ADP-be kerül. A reakcióhoz kálium (K) és magnézium (Mg) ionok jelenléte szükséges.
A glikolízis módosított formái
A glikolízis folyamatát 1, 3 és 2, 3-bifoszfoglicerátok további termelése kísérheti. A 2,3-foszfoglicerát biológiai katalizátorok hatására képes visszatérni a glikolízisbe, és 3-foszfogliceráttá alakul át. Ezeknek az enzimeknek a szerepe sokrétű, például a hemoglobinban lévő 2,3-bifoszfoglicerát oxigént juttat a szövetekbe, elősegíti a disszociációt és csökkenti az O2 és a vörösvértestek affinitását.
Sok baktérium különböző szakaszokban megváltoztatja a glikolízis formáit, csökkentve összlétszámukat, vagy különböző enzimek hatására módosítja azokat. Az anaerobok kis részének más módszerei vannak a szénhidrát lebontására. Sok termofilnek csak 2 glikolízis enzimje van, ezek az enoláz és a piruvát-kináz.
Glikogén és keményítő, diszacharidok ésmás típusú monoszacharidok
Az aerob glikolízis más típusú szénhidrátokban rejlő folyamat, különösen a keményítőben, a glikogénben és a legtöbb diszacharidban (manóz, galaktóz, fruktóz, szacharóz és mások). Valamennyi szénhidráttípus funkciója általában az energiaszerzésre irányul, de eltérhetnek a céljuk, felhasználásuk stb. sajátosságaitól függően. Például a glikogén alkalmas a glikogenezisre, amely valójában egy foszfolitikus mechanizmus, amelynek célja, hogy energiát nyerjen a szervezetből. a glikogén lebontása. Maga a glikogén tartalék energiaforrásként raktározódhat a szervezetben. Így például az étkezés során nyert glükóz, amelyet az agy nem szív fel, felhalmozódik a májban, és akkor kerül felhasználásra, ha a szervezetben glükózhiány van, hogy megvédje az egyént a homeosztázis súlyos zavaraitól.
A glikolízis jelentése
A glikolízis a glükóz oxidációjának egyedülálló, de nem az egyetlen típusa a szervezetben, a prokarióták és az eukarióták sejtjeiben egyaránt. A glikolízis enzimek vízben oldódnak. A glikolízis reakció bizonyos szövetekben és sejtekben csak így mehet végbe, például az agyban és a máj nefron sejtjeiben. A glükóz oxidációjának egyéb módjait ezekben a szervekben nem alkalmazzák. A glikolízis funkciói azonban nem mindenhol egyformák. Például a zsírszövet és a máj az emésztés során kivonja a szükséges szubsztrátokat a glükózból a zsírok szintéziséhez. Sok növény glikolízist használ energiája nagy részének kinyerésére.
