Jak probíhá glykolýza?

Glykolýza je univerzální biochemický proces, který přeměňuje živinu (cukr se šesti uhlíky) glukóza) na využitelnou energii (ATP nebo adenosintrifosfát). Glykolýza probíhá v cytoplazmě všech živých buněk a neustále proudí přívalem specifických glykolytických enzymů.

Zatímco energetický výtěžek glykolýzy je, molekula pro molekulu, mnohem menší, než je zisk získaný z aerobního dýchání - dva ATP na molekulu glukózy spotřebované pro samotnou glykolýzu vs. 36 až 38 pro všechny reakce buněčného dýchání dohromady - je to přesto jeden z nejpřístupnějších a nejrozšířenějších spolehlivé procesy v tom smyslu, že to používají všechny buňky, i když ne všechny se na ně mohou spoléhat pouze na svou energii potřeby.

Glykolýza je anaerobní proces, což znamená, že nevyžaduje kyslík. Nezaměňujte výraz „anaerobní“ s výrazem „vyskytuje se pouze v anaerobních organismech“. Glykolýza se vyskytuje v cytoplazmě prokaryotických i eukaryotických buněk.

Začíná to, když glukóza, která má vzorec C.

Když k tomu dojde, uhlík číslo šest glukózy, který sedí mimo primární šestihranný kruh molekuly, se okamžitě fosforyluje (tj. Je k němu připojena fosfátová skupina). Fosforylace glukózy způsobuje, že molekula glukóza-6-fosfát (G6P) je elektricky negativní, a tak ji zachycuje uvnitř buňky.

Po dalších devíti reakcích a investici energie se objeví produkty glykolýzy: dvě molekuly pyruvátu (C₃H₈Ó₆) plus pár vodíkové ionty a dvě molekuly NADH, „elektronový nosič“, který je zásadní pro „následné“ reakce aerobního dýchání, ke kterým dochází v mitochondriích.

Čistou rovnici pro reakce glykolýzy lze napsat takto:

C₆H₁₂Ó₆ + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD⁺→ 2 C.₃H₄Ó₃ + 2 H⁺ + 2 NADH + 2 ATP

Zde Pi představuje volný fosfát a ADP znamená adenosindifosfát, nukleotid, který slouží jako přímý prekurzor většiny ATP v těle.

Poté, co se G6P tvoří v prvním kroku glykolýzy ve směru enzymu hexokináza, je molekula přeskupena bez ztráty nebo zisku atomů na fruktóza-6-fosfát, další derivát cukru. Poté je molekula opět fosforylována, tentokrát na uhlíku číslo 1. Výsledkem je fruktóza-1,6-bifosfát (FBP), dvojnásobně fosforylovaný cukr.

I když tento krok vyžaduje dvojici ATP jako zdroje fosforylací, které se zde vyskytují, tyto nejsou v celková rovnice glykolýzy, protože jsou zrušeny dvěma ze čtyř ATP produkovaných ve druhé části glykolýza. Čistá produkce dvou ATP tedy ve skutečnosti znamená počáteční „buy-in“ dvou ATP, který na konci procesu vyprodukuje celkem čtyři ATP.

Šest uhlík, dvakrát fosforylovaný FBP je rozdělen na pár tří uhlíků, jednotlivě fosforylovaných molekul, z nichž jedna se rychle přeskupuje do druhé. Druhá část glykolýzy tedy začíná produkcí dvojice molekul glyceraldehyd-3-fosfátu (GA3P).

Důležité je, že vše, co se děje od tohoto okamžiku, se zdvojnásobuje s ohledem na celkovou reakci. Jelikož je tedy každá molekula GA3P systematicky přeskupována na pyruvát, což vede k produkci dvou ATP a NAD, celkový součet stoupne o dvojnásobek. Na konci glykolýzy jsou dva pyruvát připraveny k odeslání směrem k mitochondriím, pokud je přítomen kyslík.

• Pokud je kyslík omezený, jako při intenzivním cvičení, kvašení dojde. Pyruvát se převede na laktát, který generuje dostatek NAD +, aby mohla pokračovat glykolýza.