Kuinka glykolyysi tapahtuu?

Glykolyysi on universaali biokemiallinen prosessi, joka muuntaa ravintoaineen (kuuden hiilen sokeri glukoosi) käytettäväksi energiaksi (ATP tai adenosiinitrifosfaatti). Glykolyysi tapahtuu kaikkien elävien solujen sytoplasmassa, jota virtaa pitkin spesifisten glykolyyttisten entsyymien virta.

Vaikka glykolyysin energiantuotto on molekyyli molekyylille, paljon pienempi kuin aerobisesta hengityksestä saatu - kaksi ATP glukoosimolekyyliä kohti, joka kulutetaan yksin glykolyysiin vs. 36-38 kaikille soluhengityksen reaktioille yhdessä - se on kuitenkin yksi luonnon yleisimmistä ja luotettavat prosessit siinä mielessä, että kaikki solut käyttävät sitä, vaikka kaikki eivät voi luottaa yksinomaan siihen energiansa puolesta tarpeisiin.

Glykolyysi on anaerobinen prosessi, mikä tarkoittaa, että se ei vaadi happea. Varo sekoittamasta "anaerobista" sanaan "esiintyy vain anaerobisissa organismeissa". Glykolyysi esiintyy sekä prokaryoottisten että eukaryoottisten solujen sytoplasmassa.

Se alkaa, kun glukoosi, jolla on kaava C₆H₁₂O₆ ja molekyylimassa 180,156 grammaa, diffundoituu soluksi plasmamembraanin läpi pitoisuusgradienttinsa alapuolella.

Kun tämä tapahtuu, numero kuusi glukoosihiiltä, ​​joka istuu molekyylin primäärisen kuusikulmaisen renkaan ulkopuolella, fosforyloituu välittömästi (ts. Siihen on kiinnittynyt fosfaattiryhmä). Glukoosin fosforylaatio tekee molekyylistä glukoosi-6-fosfaatti (G6P) sähkö negatiiviseksi ja vangitsee sen siten solun sisään.

Yhdeksän uuden reaktion ja energiainvestoinnin jälkeen syntyy glykolyysituotteita: kaksi pyruvaatin molekyyliä (C₃H₈O₆) plus pari vetyionit ja kaksi NADH-molekyyliä, "elektronikantaja", joka on ratkaisevan tärkeää mitokondrioissa esiintyvien aerobisen hengityksen "alavirran" reaktioissa.

Glykolyysireaktioiden nettoyhtälö voidaan kirjoittaa seuraavasti:

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

Tässä Pi edustaa vapaata fosfaattia ja ADP tarkoittaa adenosiinidifosfaattia, nukleotidia, joka toimii suorana edeltäjänä suurimmalle osalle kehon ATP: tä.

Kun G6P on muodostunut glykolyysin ensimmäisessä vaiheessa entsyymin ohjauksessa heksokinaasi, molekyyli järjestetään uudelleen ilman atomihäviöitä tai -vahvistuksia fruktoosi-6-fosfaatiksi, joka on toinen sokerijohdannainen. Sitten molekyyli fosforyloidaan jälleen, tällä kertaa hiilen numero-1 kohdalla. Tuloksena on fruktoosi-1,6-bifosfaatti (FBP), kaksinkertaisesti fosforyloitu sokeri.

Vaikka tämä vaihe vaatii ATP-parin täällä esiintyvien fosforylaatioiden lähteenä, näitä ei esitetä yleinen glykolyysiyhtälö, koska ne kumotaan kahdesta vuoden 2003 toisessa osassa tuotetusta neljästä ATP: stä glykolyysi. Siten kahden ATP: n nettotuotanto tarkoittaa todella kahden ATP: n alkuperäistä "sisäänostoa" neljän ATP: n tuottamiseksi prosessin lopussa.

Kuusihiilinen, kaksinkertaisesti fosforyloitu FBP on jaettu kolmen hiilen, yksin fosforyloidun molekyylin pariksi, joista toinen järjestyy nopeasti uudelleen toiseen. Siten glykolyysin toinen osa käynnistyy glyseraldehydi-3-fosfaatti (GA3P) -molekyyliparin tuotannolla.

Tärkeää on, että kaikki, mitä tapahtuu tästä eteenpäin, kaksinkertaistuu kokonaisreaktioon nähden. Siten kun kukin GA3P-molekyyli järjestetään systemaattisesti pyruvaatiksi, jolloin tuloksena on kahden ATP: n ja NAD: n tuotanto, kokonaismäärä nousee kaksinkertaisesti. Glykolyysin lopussa kaksi pyruvaattia seisoo valmiina lähetettäväksi kohti mitokondrioita niin kauan kuin happea on läsnä.

• Jos happea on vähän, kuten intensiivisen liikunnan aikana, käyminen tapahtuu. Pyruvaatti muuttuu laktaatiksi, joka tuottaa riittävästi NAD +: a glykolyysin jatkumisen mahdollistamiseksi.