גליקוליזה הוא התהליך הביוכימי האוניברסלי הממיר חומר מזין (הסוכר בעל שש הפחמן גלוקוז) לאנרגיה שמישה (ATP, או אדנוזין טריפוספט). גליקוליזה מתרחשת בציטופלסמה של כל התאים החיים, כל הזמן זורמת על ידי המולה של אנזימים גליקוליטיים ספציפיים.
בעוד שתשואת האנרגיה של הגליקוליזה היא, מולקולה למולקולה, הרבה פחות מזו שנצברה מנשימה אירובית - שתי ATP לכל מולקולת גלוקוז הנצרכת לגליקוליזה בלבד לעומת. 36 עד 38 לכל התגובות של הנשימה התאית בשילוב - זו בכל זאת אחת הטבעיות והנמצאות בכל מקום תהליכים מהימנים במובן שכל התאים משתמשים בו, גם אם לא כולם יכולים להסתמך עליו אך ורק בגלל האנרגיה שלהם צרכי.
מגיבים ומוצרים של גליקוליזה
גליקוליזה היא תהליך אנאירובי, כלומר אינו דורש חמצן. היזהר לא לבלבל בין "אנאירובי" לבין "מתרחש רק באורגניזמים אנאירוביים." גליקוליזה מתרחשת בציטופלסמה של תאים פרוקריוטיים ותאים אוקריוטים כאחד.
זה מתחיל כאשר גלוקוז, שיש לו את הנוסחה C6ה12או6 ומסה מולקולרית של 180.156 גרם, מתפזרת לתא דרך קרום הפלזמה במורד שיפוע הריכוז שלו.
כאשר זה קורה, המספר שש פחמן הגלוקוזי, היושב מחוץ לטבעת המשושה הראשונית של המולקולה, הופך מיד לזרחן (כלומר, מחוברת אליו קבוצת פוספט). הזרחון של גלוקוז הופך את המולקולה לגלוקוז-6-פוספט (G6P) לשלילי חשמלי ובכך לוכד אותו בתוך התא.
לאחר תשע תגובות נוספות והשקעת אנרגיה, מופיעים תוצרי הגליקוליזה: שתי מולקולות פירובט (C3ה8או6) בתוספת זוג יוני מימן ושתי מולקולות של NADH, "נשא אלקטרונים" החיוני בתגובות "במורד הזרם" של הנשימה האירובית, המתרחשות במיטוכונדריה.
משוואת גליקוליזה
ניתן לכתוב את משוואת הרשת לתגובות הגליקוליזה כך:
ג6ה12או6 + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+→ 2 ג3ה4או3 + 2 H+ + 2 NADH + 2 ATP
כאן, Pi מייצג פוספט חופשי ו- ADP מייצג אדנוזין דיפוספט, הנוקלאוטיד המשמש כמבשר הישיר של מרבית ה- ATP בגוף.
גליקוליזה מוקדמת: צעדים
לאחר שנוצר G6P בשלב הראשון של הגליקוליזה בהנחיית האנזים הקסוקינאז, המולקולה מסודרת מחדש ללא אובדן או רווח של אטומים לפרוקטוז-6-פוספט, נגזרת סוכר נוספת. ואז, המולקולה שוב זרחנית, הפעם בפחמן מספר 1. התוצאה היא פרוקטוז -1.6-ביפוספט (FBP), סוכר כפול זרחן.
בעוד שלב זה דורש זוג ATP כמקור לזרחן המתרחשים כאן, אלה אינם מוצגים ב משוואת הגליקוליזה הכוללת מכיוון שהם מבוטלים על ידי שניים מארבעת ה- ATP המיוצרים בחלק השני של גליקוליזה. לפיכך, הייצור נטו של שני ATP פירושו באמת "קנייה" ראשונית של שני ATP כדי לייצר ארבעה ATP בסופו של דבר.
מאוחר יותר גליקוליזה: צעדים
ה- FBP בעל שש הפחמן, הזרחן כפול, מחולק לזוג מולקולות בעלות שלוש פחמן, המיועדות לפוספורילציה, שאחת מהן מסדרת את עצמה במהירות לשנייה. כך החלק השני של הגליקוליזה יוצא לדרך עם ייצור של זוג מולקולות גליצראלדהיד-3-פוספט (GA3P).
חשוב לציין, כל מה שקורה מנקודה זו ואילך מוכפל ביחס לתגובה הכוללת. לפיכך, כאשר כל מולקולה של GA3P מסודרת מחדש באופן שיטתי לפירובט תוך שהיא מייצרת שני ATP ו- NAD, המסך הכולל עולה בכפליים מזה. בסוף הגליקוליזה, שני פירובטים עומדים מוכנים להישלח לעבר המיטוכונדריה כל עוד קיים חמצן.
- אם חמצן מוגבל, כמו במהלך פעילות גופנית אינטנסיבית, תְסִיסָה מתרחשת. הפירובט מומר לקטט, מה שמייצר מספיק NAD + בכדי לאפשר את המשך הגליקוליזה.