Glükolüüs on energia saamise protsess vormis ATP (adenosiinitrifosfaat) kuue süsinikusisaldusega suhkru molekuli glükoosist (C6H12O6). See kümne kiire tulereaktsiooni seeria toimub kõigis looduse rakkudes. Üherakulistes organismides, näiteks bakterites, on see peaaegu alati ainus rakuenergia allikas.
Mitmerakulistel organismidel, näiteks loomadel, taimedel ja seentel, kellel on rakuseadmed hapniku kasutamiseks reaktsioonides, on glükolüüs vaid rakulise hingamise esimene etapp. Glükoosi molekuli kohta toodab rakuline hingamine tervikuna 36 kuni 38 ATP, ja ainuüksi glükolüüs põhjustab ainult kahte ATP-d.
Glükolüüs: kokkuvõte
Pärast glükoosimolekuli difundeerumist rakumembraani kaudu on selle ümberkorraldamise käigus kinnitatud paar fosfaatrühma. Seejärel jagatakse see kaheks ja saadud identsed kolme süsiniku molekulid muutuvad lõpuks püruvaat. Glükolüüsi puhaskasum on kaks ATP-d.
Granuleeritumal tasandil on glükolüüs energia eraldamine glükoosi molekulide sidemetes selle energia kasutamine raku poolt, kusjuures glükoosi molekuli kulud jagunevad millekski muud.
Glükolüüsi põhinõuded ja reaktiivid
Kümme erinevat glükolüüsi reaktsiooni vajavad oma spetsialiseerumist ensüümid, mis on valgud, mis kiirendavad oluliselt rakusiseseid reaktsioone. Rakk saab kontrollida glükolüüsi kiirust ja seega ka energia kättesaadavuse määra, muutes teatud ensüümid kättesaadavaks või vähem kättesaadavaks.
Reageeriva ainena on glükolüüsi alguses vaja ainult glükoosi, kuid teel peab olema kaks ATP-d, et protsess keskpunkti viia. Pärast molekuli jagunemist nõuab protsess pidevat varustatust NAD+ jätkama.
Nimelt on hapnik mitte glükolüüsiks vajalik ja selle puudumisel saab glükolüüsi fermentatsiooni teel jätkata. See protsess muudab püruvaadi laktaadiks ja nii toimides saadakse hädavajalik NAD+ glükolüüsiks NADH muundamise kaudu2.
Esialgsed glükolüüsi etapid
Kui glükoos siseneb rakku, fosforüülitakse (see tähendab, et fosfaat on seotud ensüümiga). Seejärel korraldatakse see ümber teiseks kuue süsinikuga suhkruks, fruktoos. See molekul fosforüülitakse teist korda erineva süsinikuaatomi juures, sel hetkel on glükolüüsi esimene faas lõppenud.
Seda nimetatakse sageli "investeerimisetapp" glükolüüsi, sest kuigi üldine tulemus on energia pakkumine, peab rakk kõigepealt kandma mõõdukat kaotust. Kaks fosfaatide saamiseks selles faasis vajalikku ATP-d on seega investeering, kuid alati tasuv.
Hilisemad glükolüüsi etapid
Alguses nn "tagasipöördumisfaas" kuue süsinikuga, kahekordselt fosforüleeritud fruktoosimolekul jaguneb kaheks väga sarnaseks kolm süsinikmolekuliks, millel mõlemal on oma fosfaatrühm; kõik üks muundub kiiresti teiseks, glütseraldehüüd-3-fosfaadiks.
Nüüd identsed molekulid paigutatakse ümber, fosforüülitakse ja paigutatakse paar korda uuesti püruvaadiks (C3H4O3). Viimastes reaktsioonides, mis vajavad NAD-d+kaksikmolekulid loobuvad fosfaatidest ATP nimel, mis tähendab, et see faas toodab neli ATP-d. Seega annab glükolüüs pärast AFA esimeses faasis "kulutatud" arvestamist kokku kaks ATP-d.
Glükolüüsi saadused
Lõppkokkuvõttes on glükolüüsi produktid püruvaat NADH2, kaks vabastatud vesinikuaatomit ja ATP. Kuna algprodukt on ainult glükoos ja ATP ilmub hiljem, on glükolüüsi üldvõrrand:
C6H12O6 + 2 ATP + 2 NAD + 2 C3H4O3 + 4 ATP + 2 NADH + 2 H+
Seejärel liigub püruvaat mitokondritesse aeroobne hingamine kui hapnikku on piisavalt (mida inimestel on enamasti), kuid see jääb tsütoplasmasse käärimiseks laktaadiks, kui hapniku tase on ebapiisav.
