Kuidas toimub glükolüüs?

Glükolüüs on universaalne biokeemiline protsess, mis muudab toitaine (kuue süsinikuga suhkur glükoos) kasutatavaks energiaks (ATP või adenosiinitrifosfaat). Glükolüüs toimub kõigi elusrakkude tsütoplasmas, mida voolab edasi spetsiifiliste glükolüütiliste ensüümide voog.

Kui glükolüüsi energiatoodang on molekul molekulile, on see palju väiksem kui aeroobsest hingamisest saadav - kaks glükolüüsi molekuli kohta ainuüksi glükolüüsiks tarbitud ATP vs. 36–38 rakulise hingamise kõigi reaktsioonide korral - see on siiski üks looduse kõige levinumaid ja töökindlad protsessid selles mõttes, et kõik rakud seda kasutavad, isegi kui kõik neist ei saa oma energia saamiseks loota ainult sellele vajadustele.

Glükolüüs on anaeroobne protsess, mis tähendab, et see ei vaja hapnikku. Olge ettevaatlik, et mitte segi ajada "anaeroobset" sõnaga "esineb ainult anaeroobsetes organismides". Glükolüüs esineb nii prokarüootsete kui ka eukarüootsete rakkude tsütoplasmas.

See algab glükoosist, mille valem on C

Kui see juhtub, siis number kuus glükoosisüsinik, mis asub väljaspool molekuli primaarset kuusnurkset ringi, fosforüülitakse kohe (s.t. sellega on seotud fosfaatrühm). Glükoosi fosforüülimine muudab molekuli glükoos-6-fosfaat (G6P) elektriliselt negatiivseks ja seeläbi lõksu selle raku sisse.

Pärast veel üheksa reaktsiooni ja energiainvesteeringut ilmuvad glükolüüsi produktid: kaks püruvaadi molekuli (C₃H₈O₆) pluss paar vesinikuioonid ja NADH kaks molekuli, "elektronkandja", mis on ülioluline mitokondrites esinevate aeroobse hingamise "allavoolu" reaktsioonides.

Glükolüüsi reaktsioonide netovõrrandi võib kirjutada järgmiselt:

C₆H₁₂O₆ + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD⁺→ 2 C₃H₄O₃ + 2 H⁺ + 2 NADH + 2 ATP

Siin tähistab Pi vaba fosfaati ja ADP tähistab adenosiindifosfaati, nukleotiidi, mis on organismis suurema osa ATP otsene eelkäija.

Pärast G6P moodustumist glükolüüsi esimeses etapis ensüümi juhtimisel heksokinaas, paigutatakse molekul ümber aatomite kadumise või juurdekasvuta fruktoos-6-fosfaadiks, teiseks suhkru derivaadiks. Seejärel fosforüülitakse molekul uuesti, seekord süsiniku number 1 juures. Tulemuseks on fruktoos-1,6-bifosfaat (FBP), kahekordselt fosforüülitud suhkur.

Ehkki see etapp nõuab siin esinevate fosforüülimiste allikana paari ATP-d, ei näidata neid selles üldine glükolüüsi võrrand, kuna need tühistatakse kahe neljast ATP - st toodetud ATP - st glükolüüs. Seega tähendab kahe ATP netotoodang tegelikult kahe ATP esialgset "sisseostu", et protsessi lõpus kokku neli ATP-d toota.

Kuus süsinikuga, kahekordselt fosforüülitud FBP jaguneb kolmeks süsinikuga, üksikult fosforüülitud molekulideks, millest üks paigutab end kiiresti ümber teiseks. Seega algab glükolüüsi teine ​​osa paari glütseraldehüüd-3-fosfaadi (GA3P) molekulide tootmisega.

Oluline on see, et kõik, mis sellest punktist edasi juhtub, on üldise reaktsiooni suhtes kahekordistunud. Seega, kui GA3P iga molekul korraldatakse süstemaatiliselt ümber püruvaadiks, mille tulemuseks on kahe ATP ja NAD tootmine, tõuseb summaarne summa kaks korda suurem. Glükolüüsi lõpus seisavad kaks püruvaati valmis saatmiseks mitokondrite poole seni, kuni hapnik on kohal.

• Kui hapnik on piiratud, nagu intensiivse treeningu ajal, käärimine tekib. Püruvaat muundatakse laktaadiks, mis tekitab glükolüüsi jätkumiseks piisavalt NAD +.