Mikä on glykolyysin sillan vaihe?

Kaikki organismit käyttävät nimeltään molekyyliä glukoosi ja prosessia kutsutaan glykolyysi täyttämään osan tai kaikki heidän energiantarpeensa. Yksisoluisille prokaryoottisille organismeille, kuten bakteereille, tämä on ainoa käytettävissä oleva prosessi ATP: n (adenosiinitrifosfaatti, solujen "energia-valuutta") tuottamiseksi.

Eukaryoottiset organismit (eläimillä, kasveilla ja sienillä) on kehittyneempi solukoneisto ja ne voivat saada paljon enemmän glukoosimolekyylistä - itse asiassa yli viisitoista kertaa enemmän ATP: tä. Tämä johtuu siitä, että nämä solut käyttävät soluhengitystä, joka kokonaisuudessaan on glykolyysi ja aerobinen hengitys.

Reaktio, johon liittyy hapettava dekarboksylointi soluhengityksessä, jota kutsutaan sillan reaktio toimii prosessointikeskuksena glykolyysin anaerobisten ankarien reaktioiden ja mitokondrioissa esiintyvän aerobisen hengityksen kahden vaiheen välillä. Tämä sillan vaihe, jota virallisemmin kutsutaan pyruvaatin hapettumiseksi, on siten välttämätön.

Glykolyysissä kymmenen reaktion sarja solusytoplasmassa muuntaa kuuden hiilen sokerimolekyylin glukoosi kahteen pyruvaatin molekyyliin, kolmen hiiliyhdisteen tuottamiseen, samalla kun se tuottaa yhteensä kaksi ATP: tä molekyylejä. Glykolyysin ensimmäisessä osassa, jota kutsutaan investointivaiheeksi, tarvitaan kaksi ATP: tä reaktioiden siirtämiseksi samalla kun paluuvaiheen toisessa osassa tämä kompensoidaan enemmän kuin neljän ATP: n synteesillä molekyylejä.

Sijoitusvaihe: Glukoosiin on kiinnittynyt fosfaattiryhmä, joka sitten järjestetään uudelleen fruktoosimolekyyliksi. Tähän molekyyliin on puolestaan ​​lisätty fosfaattiryhmä, ja tuloksena on kaksinkertaisesti fosforyloitu fruktoosimolekyyli. Sitten tämä molekyyli hajoaa ja siitä tulee kaksi identtistä kolmen hiilen molekyyliä, joista jokaisella on oma fosfaattiryhmänsä.

Paluuvaihe: Kullakin kahdesta kolmihiilimolekyylistä on sama kohtalo: siihen on kiinnittynyt toinen fosfaattiryhmä ja kukin Näistä käytetään ATP: tä ADP: stä (adenosiinidifosfaatista) samalla kun ne järjestetään uudelleen pyruvaatiksi molekyyli. Tämä vaihe tuottaa myös NADH-molekyylin NAD-molekyylistä⁺.

Energian nettotuotto on siis 2 ATP glukoosia kohti.

Silta reaktio, jota kutsutaan myös siirtymäreaktio, koostuu kahdesta vaiheesta. Ensimmäinen on dekarboksylointi pyruvaatin, ja toinen on jäljellä olevan kiinnittyminen molekyyliin nimeltä koentsyymi A.

Pyruvaattimolekyylin pää on hiili, joka on kaksinkertaisesti sitoutunut happiatomiin ja yksi sitoutunut hydroksyyli (-OH) -ryhmään. Käytännössä hydroksyyliryhmän H-atomi erottuu O-atomista, joten tämän pyruvaatin osan voidaan ajatella olevan yksi C-atomi ja kaksi O-atomia. Dekarboksyloinnissa tämä poistetaan CO: na₂tai hiilidioksidi.

Sitten pyruvaattimolekyylin jäännös, jota kutsutaan asetyyliryhmäksi ja jolla on kaava CH₃C (= O), tulee liittyneeksi koentsyymiin A kohdassa, jonka aikaisemmin oli käyttänyt pyruvaatin karboksyyliryhmä. Prosessissa NAD⁺ vähenee NADH: ksi. Glukoosimolekyyliä kohden siltareaktio on:

2 CH₃C (= O) C (O) O- + 2 CoA + 2 NAD⁺ → 2 CH₃C (= O) CoA + 2 NADH

Krebs-sykli: Krebsin syklin sijainti on mitokondrioiden matriisissa (kalvojen sisällä oleva materiaali). Tällöin asetyyli-CoA yhdistyy neljän hiilen molekyyliin, jota kutsutaan oksaloasetaatiksi, jolloin muodostuu kuuden hiilen molekyyli, sitraatti. Tämä molekyyli paritaan takaisin oksaloasetaatiksi sarjana aloittaen syklin uudestaan.

Tuloksena on 2 ATP: tä yhdessä 8 NADH: n ja 2 FADH: n kanssa₂ (elektronikantajat) seuraavaan vaiheeseen.

Elektronikuljetusketju: Nämä reaktiot tapahtuvat pitkin sisäistä mitokondrioiden kalvoa, johon on upotettu neljä erikoistunutta koentsyymiryhmää, nimeltään Complex I - IV. Nämä käyttävät NADH: n ja FADH2: n elektronien energiaa ATP-synteesin ajamiseksi hapen ollessa lopullinen elektronin vastaanottaja.

Tuloksena on 32-34 ATP, jolloin soluhengityksen kokonaisenergiantuotto on 36-38 ATP glukoosimolekyyliä kohti.