Glikoliza je prvi korak koji sve žive stanice koriste za izdvajanje energije iz molekule hranjive tvari (u ovom slučaju, glukoza, šećer od šest ugljika). U nekim ćelijama, osobito onim od prokarioti, to je ujedno i posljednji korak, jer ove stanice nisu u potpunosti sposobne provoditi stanično disanje (glikoliza plus aerobne reakcije koje slijede kod eukariota).
Glikoliza odvija se u citoplazmi stanica i rezultira neto dobitkom od dva ATP (adenozin trifosfat, nukleotid koji stanice koriste za svoje energetske potrebe).
Svega postoji 10 koraka glikolize, ali ne trebate pamtiti svih 10 i pripadajuće enzime kako biste imali čvrsto razumijevanje puta u cjelini. Važnije od poznavanja niza reakcija doslovno je svjesnost reaktanata, produkata i uvjeta pod kojima se glikoliza odvija.
Glikoliza vs. Stanično disanje
Pitanje: Koji su od sljedećih proizvoda od stanično disanje?
A. Glukoza; B. Piruvat; C. Ugljični dioksid; D. Acetil CoA
Odgovor je C, samo ugljični dioksid. Glukoza je reaktant stanično disanje
Reaktanti glikolize
Glukoza, s formulom C6H12O6, u svom središtu ima šest-atomski heksagonalni prsten koji uključuje pet ugljika i atom kisika. Na početku glikolize jedini je reaktant u smjesi. Međutim, usput su potrebne fosfatne skupine za korake fosforilacije (tj. Dodavanje fosfatnih skupina derivatima glukoze.
Uz to, za reakcije je potreban unos dvije molekule NAD+, koji se tijekom glikolize pretvara u hidrogenirani (reducirani) oblik.
Početni koraci glikolize: faza ulaganja
Glukoza se fosforilira kad uđe u stanicu difuzijom kroz plazemsku membranu. Zatim se preuređuje u derivat fruktoze, a zatim drugi put fosforilira dajući prinos fruktoza-1,6-bifosfat. Ove dvije reakcije fosforilacije zahtijevaju unos dva ATP, koji se hidroliziraju u ADP (adenozin difosfat) da bi se to moglo dogoditi.
Na kraju ove faze molekula od šest ugljika podijeljena je u par molekula s tri ugljika. Stoga reaktante i proizvode u svakom koraku navedenom od ove točke dalje treba udvostručiti kako bi se održalo pravilno računovodstvo glikolize u cjelini.
Posljednji koraci glikolize: faza povratka
S drugim dijelom glikolize u tijeku, dvije molekule od tri ugljika od gliceraldehid-3-fosfat pretvaraju se u piruvat (C3H4O3) u nizu koraka. Sve to uključuje preslagivanja, a jedno od njih uključuje i drugo fosforilacija korak.
Također u fazi povratka, dvije molekule NAD+ (nikotinamid adenin dinukleotid, nosač elektrona potreban kasnije u reakcijama aerobnog disanja) transformiraju se u dva NADH i dva H+ (vodikov ion).
Na kraju se dvije fosfatne skupine na svakoj od dvije molekule s tri ugljika koriste za stvaranje ATP, što znači da se u ovoj fazi generiraju četiri ATP. Oduzimanjem dva ATP-a potrebna u fazi ulaganja, jasno je da ukupno dva ATP su izvedena iz jedne molekule glukoze tijekom glikolize.
Proizvodi glikolize
Kompletna (neto) reakcija glikolize različito je navedena u različitim izvorima, ali ovi razlike su stvar odluke autora hoće li uključiti određene međuprodukte kao dio neto reakcija. Jedan točan prikaz je
C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C3H4O6 + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH
Ovdje je Pi anorganski fosfat, dobiven gore spomenutom hidrolizom ATP.
Kamo odlaze proizvodi za glikolizu?
Piruvat zatim ulazi u mitohondriji, gdje se pretvara u acetil CoA. Ova molekula ulazi u Krebsov ciklus aerobnog disanja i u konačnici, nakon reakcija lanac za transport elektrona, 36 do 38 ATP stvara se iz molekule glukoze u procesu staničnog disanja, uključujući dva ATP iz glikolize.