Glykolyysi on sokeriglukoosin 10-vaiheinen metabolinen hengitys. Glykolyysin tarkoituksena on tuottaa kemiallista energiaa solujen käyttöön. Tutkijat pitävät glykolyysiä vanhanaikaisena hengitysreittinä, koska se voi tapahtua hapen puuttuessa, miten se voisi sallia maapallon happea edeltävien primitiivisten anaerobisten bakteerien selviytymisen ilmapiiri.
Glykolyysi vaatii tiettyjä ainesosia toimiakseen. Glykolyysin syötteitä ovat elävä solu, entsyymit, glukoosi ja energiansiirtomolekyylit nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi (NAD +) ja adenosiinitrifosfaatti (ATP).
Lue lisää glykolyysistä.
Mikä on glykolyysin tarkoitus?
Glykolyysiä käytetään ja sitä esiintyy melkein kaikissa maapallon elävissä organismeissa. Uskotaan, että tämä on yksi ensimmäisistä aineenvaihduntareiteistä, jotka syntyvät maan päällä, koska se ei vaadi happea, jota ei ollut helposti saatavilla varhaisessa ilmakehässä.
Glykolyysi on ensimmäinen askel monien organismin aineenvaihduntareiteillä, joka vie sokerin ja muuttaa siitä käyttökelpoisen soluenergian. Käyttämällä kaikkien glykolyysin syötteiden yhdistelmää tämä prosessi muuttaa yhden 6-hiilisen sokerin 2 pyruvaatti-, 2 ATP- ja 2 NADH-molekyyliksi, kaikki joita käytetään sitten muilla metabolisilla reiteillä, kuten Krebin sykli, fermentaatio, oksidatiivinen fosforylaatio ja / tai solu hengitys.
Lue lisää glykolyysin lopputuloksesta.
Kuusihiilinen sokeri
Glykolyysin perustiedot ovat sokeri. Normaalisti käytetty sokeri on glukoosi, mutta entsyymit voivat muuntaa muita kuuden hiilen sokereita, kuten galaktoosia ja fruktoosi välituotteiksi, jotka saapuvat glykolyysireitille alavirtaan vuoden 2005 alkupisteestä glukoosi.
Kasvit ja muut autotrofit tuottavat glukoosia fotosynteesin aikana käyttämällä aurinkoenergiaa ja hiilidioksidia. Heterotrofien on nautittava sokeri syömällä kasveja, autotrofeja ja muita elintarvikelähteitä. Sokeria on saatavana monissa erilaisissa elintarvikkeissa suoraan tai tärkkelyksenä ja selluloosana, jotka hajoavat glukoosiksi. Glukoosi liukenee veteen ja voidaan entsyymien avulla kuljettaa helposti soluun tai sieltä solun suhteellisen pitoisuuden mukaan solukalvon kummallakin puolella.
Entsyymit
Entsyymit ovat proteiineja, jotka toimivat biokemiallisten reaktioiden katalysaattoreina. Entsyymit alentavat reaktion ajamiseksi tarvittavaa energiaa prosessissa. Glukoosin kuljettajaentsyymit auttavat soluja tuomaan glukoosia.
Glykolyysireitin ensimmäinen entsyymi on heksokinaasi, joka muuntaa glukoosin glukoosi-6-fosfaatiksi (G6P). Tämä ensimmäinen vaihe kuluttaa solun glukoosipitoisuuden ja auttaa siten lisää glukoosia diffundoitumaan soluun. G6P-tuote ei diffundoidu helposti solusta, joten heksokinaasi lukitsee glukoosimolekyylin solun käyttöön. Yhdeksän muuta entsyymiä osallistuu glykolyysiin ja yhtä käytetään prosessin kussakin vaiheessa.
ATP
ATP on koentsyymi, joka varastoi, kuljettaa ja vapauttaa kemiallista energiaa soluissa. ATP-molekyyli sisältää kolme fosfaattiryhmää, joista kutakin pitää korkeaenerginen sidos. ATP tuottaa kemiallista energiaa, kun entsyymit poistavat yhden tai useamman fosfaattiryhmän. Käänteisessä reaktiossa entsyymit käyttävät energiaa lisäämällä fosfaatteja esiasteisiin, mikä johtaa ATP: n tuotantoon.
Glykolyysi vaatii kaksi ATP-molekyyliä käyntiin, mutta tuottaa neljä ATP: tä viimeiseen vaiheeseen, jolloin saadaan kahden ATP: n nettotuotto.
NAD +
NAD + on hapettava koentsyymi, joka hyväksyy elektronit ja protonit muista molekyyleistä luoden pelkistetyn muodon NADH. Käänteisessä reaktiossa NADH toimii pelkistävänä aineena, joka luovuttaa elektroneja ja protoneja, kun se hapetetaan takaisin NAD +: ksi. NAD +: ta ja NADH: ta käytetään useilla biokemiallisilla reiteillä, mukaan lukien glykolyysi, jotka vaativat hapettavan tai pelkistävän aineen.
Glykolyysi vaatii kaksi NAD + -molekyyliä glukoosimolekyyliä kohti, jolloin saadaan kaksi NADH: ta sekä kaksi vetyionia ja kaksi vesimolekyyliä. Glykolyysin lopputuote on pyruvaatti, jota solu voi edelleen metabolisoida tuottamaan suuren määrän lisäenergiaa.