Levende cellen voeden zich met glucose. Hoewel er enkele andere moleculen zijn die in een mum van tijd kunnen dienen, is de meeste energie in levende cellen - inclusief de energie die uw leven mogelijk maakt – komt van het splitsen van glucose in kleinere moleculen.
Glycolyse begint met één glucosemolecuul met 6 koolstofatomen en eindigt met twee moleculen met 3 koolstofatomen van pyruvaat, die vervolgens worden omgezet in twee kleinere moleculen citraat. Maar het is niet slechts één knipbeurt: er zijn 10 verschillende chemische reacties nodig om de klus te klaren, en het proces kan onderweg worden gestopt door remmers van glycolyse.
Enzymen in glycolyse
Enzymen zijn eiwitmoleculen die een chemische reactie helpen. Elke chemische reactie heeft een kleine energieboost nodig om op gang te komen, en enzymen werken door de energieboost te verminderen, ook wel bekend als de activeringsenergie.
Het is niet zo dat die chemische reacties helemaal niet zouden kunnen plaatsvinden zonder enzymen, maar door enzymen is de kans veel groter dat ze optreden.
Drie van de 10 stappen van glycolyse brengen zulke grote veranderingen in energie met zich mee dat ze bijna nooit zullen plaatsvinden vinden plaats zonder enzymen, dus die specifieke stappen zijn belangrijke punten voor de regulatie van glycolyse.
Wat doet glycolyse?
Glycolyse is de eerste stap in het energiemetabolisme van cellen.
Het is zoiets als het eten van een appel. Als je de appel altijd eerst doormidden snijdt en schilt en de schil opeet, en pas daarna de appel in stukken snijdt kleinere hapjes en eet het op, dan zou glycolyse slechts de stappen zijn van het eten van de schil en het in stukken snijden van de appel voor de helft. Het eindproduct zijn de twee appelhelften en een beetje energie van het eten van de schil.
Als je al een stapel geschilde appelhelften had of de energie die je uit de appelschil haalt niet nodig had, zou je stoppen met werken aan nieuwe appels. Je cellen doen hetzelfde, maar het eindproduct is citraatmoleculen in plaats van appelhelften, en de energie in je cel wordt naar binnen gedragen. adenosinetrifosfaat, ATP.
Regulerende enzymen
Glucose wordt door een transporteiwit naar een levende cel getransporteerd. Hetzelfde eiwit dat het naar binnen brengt, zal het er meteen weer uit dragen, maar niet als de structuur is veranderd.
Eén enzym herschikt atomen in het glucosemolecuul om het om te zetten in fructose. Vervolgens voegt het fosfofructokinase of PFK-enzym een fosfaatgroep toe aan het fructosemolecuul. Dat maakt het klaar voor de volgende stap in de glycolyse en voorkomt ook dat het transporteiwit de suiker weer uit de cel haalt.
Als er al veel ATP is en er is ook veel citraat, dan zal PFK langzamer gaan werken. Op dezelfde manier hoef je niet nog een appel te snijden als je geen honger hebt en je hebt genoeg plakjes rondslingeren, zo hoeft PFK niet in te grijpen als er voldoende ATP en veel citraat is; hoge niveaus van die verbindingen zullen de glycolyse verminderen.
Regulatie van glycolyse op andere manieren
Sommige van de stappen van glycolyse vereisen dat de tussenproducten een waterstofatoom kwijtraken, zodat ze kunnen blijven breken en meer energie kunnen leveren. Als er geen ander molecuul is om het waterstofatoom te accepteren, stopt de glycolyse.
In dit specifieke geval is het molecuul dat het waterstofatoom accepteert NAD+. Dus de glycolyse stopt als er geen NAD+ is.
De snelheid van glycolyse wordt ook aangepast, afhankelijk van de hoeveelheid glucose in de buurt. Als Nee glucose moleculen worden getransporteerd naar de cel, dan stopt de glycolyse.