Glykolyse er den 10-trins metaboliske respiration af sukkerglukosen. Formålet med glykolyse er at give kemisk energi til brug af en celle. Forskere betragter glykolyse som en gammel respirationsvej, fordi den kan forekomme i fravær af ilt, det er sådan, det kunne tillade overlevelse af primitive anaerobe bakterier, der gik forud for Jordens ilt stemning.
Glykolyse kræver specifikke ingredienser for at virke. Indgangene til glykolyse inkluderer en levende celle, enzymer, glukose og energioverførselsmolekylerne nicotinamid-adenindinukleotid (NAD +) og adenosintrifosfat (ATP).
Læs mere om hvad glykolyse er.
Hvad er formålet med glykolyse?
Glykolyse bruges og findes i næsten alle levende organismer på jorden. Det antages, at dette er en af de første metaboliske veje, der opstår på jorden, da det ikke kræver ilt, som ikke var let tilgængeligt i den tidlige atmosfære.
Glykolyse er det første skridt i mange organisms metaboliske veje, der tager sukker og forvandler det til brugbar cellulær energi. Ved hjælp af en kombination af alle input af glykolyse omdanner denne proces et 6-kulstof sukker til 2 pyruvat-, 2 ATP- og 2 NADH-molekyler, alle hvoraf derefter bruges i yderligere metaboliske veje som Kreb's cyklus, fermentering, oxidativ phosphorylering og / eller cellulær respiration.
Læs mere om slutresultatet af glykolyse.
Seks kulstof sukker
Den basale input til glykolyse er sukker. Normalt er det anvendte sukker glukose, men enzymer kan omdanne andre seks-kulstofsukker, såsom galactose og fruktose, til mellemliggende stoffer, der kommer ind i glykolysestien nedstrøms for startpunktet for glukose.
Planter og andre autotrofer skaber glukose under fotosyntese ved hjælp af solenergi og kuldioxid. Heterotrofer skal indtage deres sukker ved at spise planter, autotrofer og andre fødekilder. Sukkeret fås i en lang række fødevarer direkte eller som stivelse og cellulose, der nedbrydes til glukose. Glukose opløses i vand og kan ved hjælp af enzymer let transporteres ind i eller ud af en celle afhængigt af dens relative koncentrationer på hver side af en cellemembran.
Enzymer
Enzymer er proteiner, der fungerer som katalysatorer for biokemiske reaktioner. Enzymer sænker den nødvendige energi til at drive en reaktion uden at blive brugt op af processen. Glukosetransporterenzymer hjælper celler med at importere glukose.
Det første enzym inden for glykolysevejen er hexokinase, som omdanner glukose til glucose-6-phosphat (G6P). Dette første trin udtømmer glukosekoncentrationen i cellen og hjælper dermed yderligere glukose med at diffundere ind i cellen. G6P-produktet diffunderer ikke let ud af cellen, så hexokinase låser faktisk et glukosemolekyle til brug af cellen. Ni andre enzymer deltager i glykolyse med en, der anvendes i hvert trin i processen.
ATP
ATP er et coenzym, der lagrer, transporterer og frigiver kemisk energi i cellerne. Et ATP-molekyle indeholder tre fosfatgrupper, der hver holdes af en højenergibinding. ATP giver kemisk energi, når enzymer fjerner en eller flere fosfatgrupper. I den omvendte reaktion bruger enzymer energi, når de tilsætter phosphater til forløberne, hvilket resulterer i produktion af ATP.
Glykolyse kræver to ATP-molekyler for at komme i gang, men producerer fire ATP'er ved det sidste trin, hvilket giver et nettoudbytte på to ATP'er.
NAD +
NAD + er et oxiderende coenzym, der accepterer elektroner og protoner fra andre molekyler, hvilket skaber den reducerede form NADH. I den omvendte reaktion fungerer NADH som et reduktionsmiddel, der donerer elektroner og protoner, når det oxideres tilbage til NAD +. NAD + og NADH anvendes i en række biokemiske veje, herunder glykolyse, der kræver et oxidations- eller reduktionsmiddel.
Glykolyse kræver to NAD + -molekyler pr. Glucosemolekyle, der producerer to NADH'er samt to hydrogenioner og to molekyler vand. Slutproduktet af glykolyse er pyruvat, som cellen yderligere kan metabolisere for at give en stor mængde yderligere energi.