Hogyan történik a glikolízis?

Glikolízis az univerzális biokémiai folyamat, amely átalakítja a tápanyagot (a hatszénes cukrot szőlőcukor) felhasználható energiává (ATP vagy adenozin-trifoszfát). A glikolízis az összes élő sejt citoplazmájában megy végbe, amelyet folyamatosan egy specifikus glikolitikus enzimek sugároznak.

Míg a glikolízis energiahozama a molekula molekula számára jóval kevesebb, mint az aerob légzés eredménye - két ATP glükózmolekulánként csak a glikolízishez fogyasztva 36–38 a sejtlégzés összes reakciójára együttvéve - mindazonáltal a természet egyik legelterjedtebb és megbízható folyamatok abban az értelemben, hogy minden sejt használja, még akkor is, ha nem mindegyik támaszkodhat kizárólag energiájára igények.

A glikolízis anaerob folyamat, vagyis nem igényel oxigént. Vigyázzon, ne keverje össze az "anaerob" kifejezést az "csak anaerob organizmusokban fordul elő" kifejezéssel. Glikolízis mind a prokarióta, mind az eukarióta sejtek citoplazmájában fordul elő.

Akkor kezdődik, amikor a glükóz, amelynek képlete C

Amikor ez megtörténik, a hatos számú glükózszén, amely a molekula elsődleges hatszögletű gyűrűjén kívül helyezkedik el, azonnal foszforilálódik (vagyis foszfátcsoport kapcsolódik hozzá). A glükóz foszforilezésével a glükóz-6-foszfát (G6P) molekula elektromosan negatívvá válik, és ezáltal befogja a sejt belsejébe.

További kilenc reakció és egy energiabefektetés után megjelennek a glikolízis termékei: két piruvátmolekula (C₃H₈O₆) plusz egy pár hidrogénionok és a NADH két molekulája, egy "elektronhordozó", amely döntő jelentőségű az aerob légzés "downstream" reakcióiban, amelyek a mitokondriumokban fordulnak elő.

A glikolízis reakcióinak nettó egyenlete a következőképpen írható fel:

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

Itt Pi jelentése a szabad foszfát és ADP az adenozin-difoszfátot, a nukleotidot jelenti, amely a test ATP nagy részének közvetlen prekurzoraként szolgál.

Miután a G6P képződik a glikolízis első lépésében az enzim irányítása alatt hexokináz, a molekula atomveszteség vagy -növekedés nélkül átrendeződik a fruktóz-6-foszfát, egy másik cukorszármazék. Ezután a molekulát ismét foszforilezzük, ezúttal az 1. számú szénatomnál. Az eredmény a kétszeresen foszforilezett cukor, a fruktóz-1,6-bifoszfát (FBP).

Míg ehhez a lépéshez szükség van egy pár ATP-re, mint az itt előforduló foszforilációk forrására, ezeket a általános glikolízisegyenlet, mert ezeket az ATP második részében előállított négy ATP közül kettő törli glikolízis. Így két ATP nettó termelése valóban két ATP kezdeti "felvásárlását" jelenti, hogy a folyamat végén összesen négy ATP álljon elő.

A hatszénes, kétszeresen foszforilezett FBP három szénatomot tartalmazó, egyszeresen foszforilezett molekulákra oszlik, amelyek közül az egyik gyorsan átrendeződik a másikba. Így a glikolízis második része elindul egy pár gliceraldehid-3-foszfát (GA3P) molekula előállításával.

Fontos, hogy minden, ami innentől kezdve történik, megduplázódik az általános reakcióhoz képest. Így, amikor a GA3P egyes molekulái szisztematikusan átrendeződnek piruváttá, miközben két ATP és egy NAD termelődik, az összesített érték ennek kétszerese emelkedik. A glikolízis végén két piruvát készen áll a mitokondriumok felé történő elküldésre, amíg oxigén van jelen.

• Ha az oxigén korlátozott, mint intenzív edzés közben, erjesztés bekövetkezik. A piruvát laktáttá alakul, amely elegendő NAD + -ot generál ahhoz, hogy a glikolízis folytatódhasson.