Hva er nødvendig for at glykolyse skal finne sted?

Glykolyse er 10-trinns metabolsk respirasjon av sukker glukose. Formålet med glykolyse er å gi kjemisk energi for bruk av en celle. Forskere anser glykolyse som en gammel respirasjonsvei fordi den kan forekomme i fravær av oksygen, det er slik det kan tillate overlevelse av primitive anaerobe bakterier som gikk forut for jordens oksygen stemning.

Glykolyse krever spesifikke ingredienser for å fungere. Inngangene til glykolyse inkluderer en levende celle, enzymer, glukose og energioverføringsmolekylene nikotinamid-adenindinukleotid (NAD +) og adenosintrifosfat (ATP).
Les mer om hva glykolyse er.

Glykolyse brukes og finnes i nesten alle levende organismer på jorden. Det antas at dette er en av de første metabolske veiene som oppstår på jorden siden det ikke krever oksygen, som ikke var lett tilgjengelig i den tidlige atmosfæren.

Glykolyse er det første trinnet i mange organismers metabolske veier som tar sukker og gjør det til brukbar cellulær energi. Ved å bruke en kombinasjon av alle inngangene til glykolyse, forvandler denne prosessen ett 6-karbon sukker til 2 pyruvat-, 2 ATP- og 2 NADH-molekyler, alle hvorav deretter brukes i ytterligere metabolske veier som Krebs syklus, gjæring, oksidativ fosforylering og / eller cellulær åndedrett.

Den grunnleggende innspill for glykolyse er sukker. Vanligvis er sukkeret som brukes glukose, men enzymer kan omdanne andre seks-karbon sukker, slik som galaktose og fruktose, til mellomstoffer som kommer inn i glykolyseveien nedstrøms startpunktet for glukose.

Planter og andre autotrofer skaper glukose under fotosyntese ved bruk av solenergi og karbondioksid. Heterotrofer må innta sukker ved å spise planter, autotrofer og andre matkilder. Sukkeret er tilgjengelig i et bredt utvalg av matvarer direkte eller som stivelse og cellulose, som brytes ned til glukose. Glukose oppløses i vann og kan ved hjelp av enzymer lett transporteres inn i eller ut av en celle, avhengig av dens relative konsentrasjoner på hver side av en cellemembran.

Enzymer er proteiner som fungerer som katalysatorer for biokjemiske reaksjoner. Enzymer senker energien som trengs for å drive en reaksjon uten å bli brukt opp av prosessen. Glukosetransportenzymer hjelper celler med å importere glukose.

Det første enzymet i glykolyseveien er heksokinase, som omdanner glukose til glukose-6-fosfat (G6P). Dette første trinnet tømmer glukosekonsentrasjonen i cellen, og hjelper dermed ytterligere glukose til å diffundere inn i cellen. G6P-produktet diffunderer ikke lett ut av cellen, så heksokinase låser faktisk et glukosemolekyl for bruk av cellen. Ni andre enzymer deltar i glykolyse med en som brukes i hvert trinn i prosessen.

ATP er et koenzym som lagrer, transporterer og frigjør kjemisk energi i cellene. Et ATP-molekyl inneholder tre fosfatgrupper, hver holdt av en høyenergibinding. ATP gir kjemisk energi når enzymer fjerner en eller flere fosfatgrupper. I motsatt reaksjon bruker enzymer energi når fosfater tilsettes forløpere, noe som resulterer i produksjon av ATP.

Glykolyse krever to ATP-molekyler for å komme i gang, men produserer fire ATP-er ved siste trinn, noe som gir et nettoutbytte på to ATP-er.

NAD + er et oksiderende koenzym som tar imot elektroner og protoner fra andre molekyler, og skaper den reduserte formen NADH. I motsatt reaksjon fungerer NADH som et reduksjonsmiddel som donerer elektroner og protoner når det oksideres tilbake til NAD +. NAD + og NADH brukes i en rekke biokjemiske veier, inkludert glykolyse, som krever et oksidasjons- eller reduksjonsmiddel.

Glykolyse krever to molekyler NAD + per glukosemolekyl, og produserer to NADHer samt to hydrogenioner og to vannmolekyler. Sluttproduktet av glykolyse er pyruvat, som cellen kan metabolisere videre for å gi en stor mengde ekstra energi.