Glykolyse er det første trinnet som brukes av alle levende celler for å utvinne energi fra et næringsstoffmolekyl (i dette tilfellet, glukose, et seks-karbon sukker). I noen celler, særlig de av prokaryoter, er det også det siste trinnet, da disse cellene ikke er utstyrt for å utføre cellulær respirasjon (glykolyse pluss de aerobe reaksjonene som følger i eukaryoter) i sin helhet.
Glykolyse finner sted i cytoplasmaet til celler og resulterer i en nettogevinst på to ATP (adenosintrifosfat, nukleotidet som brukes av celler for dets energibehov).
Det er ti glykolysetrinn i det hele tatt, men du trenger ikke å huske alle 10 og deres tilknyttede enzymer utenat for å ha en solid forståelse av banen som helhet. Viktigere enn å vite ordreaksjonen ordrett er å være klar over reaktantene, produktene og forholdene der glykolyse utfolder seg.
Glykolyse vs. Cellular Respiration
Spørsmål: Hvilke av følgende er Produkter av cellulær respirasjon?
EN. Glukose; B. Pyruvat; C. Karbondioksid; D. Acetyl CoA
Svaret er
C, bare karbondioksid. Glukose er en reaktant av cellulær respirasjon (og av glykolyse, det første trinnet), mens de andre er mellomprodukter underveis fra å utlede totalt 36 til 38 ATP fra glukose så lenge oksygen er tilstede. Pyruvat er et produkt av glykolyse; Acetyl CoA er laget av pyruvat i mitokondriene, hvor det deretter kommer inn i Krebs-syklusen.Reaktanter av glykolyse
Glukose, med formelen C6H12O6, har en seks-atom sekskantet ring i sentrum som inkluderer fem karbonatomer og et oksygenatom. Ved begynnelsen av glykolyse er det den eneste reaktanten i blandingen. Underveis er det imidlertid nødvendig med fosfatgrupper for fosforyleringstrinnene (dvs. tilsetning av fosfatgrupper til glukosederivater.
I tillegg krever reaksjonene en inngang av to molekyler av NAD+, som omdannes til sin hydrogenerte (reduserte) form under glykolyse.
De første trinnene i glykolyse: investeringsfase
Glukose fosforyleres når den kommer inn i en celle ved diffusjon gjennom plasmamembranen. Deretter omorganiseres det til et fruktoserivat og deretter fosforyleres det en gang til for å gi fruktose-1,6-bifosfat. Disse to fosforyleringsreaksjonene krever inngang av to ATP, som hydrolyseres til ADP (adenosindifosfat) for å la dette skje.
På slutten av denne fasen er seks-karbonmolekylet delt i et par med tre-karbonmolekyler. Reaktantene og produktene i hvert trinn som er oppført fra dette punktet, må altså dobles for å opprettholde en korrekt regnskap for glykolysen som helhet.
De siste trinnene i glykolyse: returfase
Med den andre delen av glykolyse på gang, kommer to tre-karbonmolekyler av glyseraldehyd-3-fosfat blir forvandlet til pyruvat (C3H4O3) i en serie trinn. Disse involverer alle omlegginger, og en av dem innebærer enda en fosforylering steg.
Også i returfasen, to molekyler av NAD+ (nikotinamidadenindinukleotid, en elektronbærer som trengs senere i reaksjonene av aerob respirasjon) blir transformert til to NADH og to H+ (et hydrogenion).
Til slutt brukes de to fosfatgruppene på hver av de to tre-karbonmolekylene til å lage ATP, noe som betyr at fire ATP genereres i denne fasen. Å trekke fra de to ATP-ene som trengs i investeringsfasen, er det klart at totalt to ATP er avledet fra ett molekyl glukose under glykolyse.
Produkter av glykolyse
Den komplette (netto) reaksjonen av glykolyse er listet annerledes i forskjellige kilder, men disse forskjeller er et spørsmål om forfatterens beslutning om å inkludere visse mellomprodukter som en del av netto reaksjon. En nøyaktig fremstilling er
C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C3H4O6 + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH
Her er Pi uorganisk fosfat, avledet fra nevnte hydrolyse av ATP.
Hvor går glykolyseprodukter?
Pyruvat går deretter inn i mitokondrierhvor den omdannes til acetyl CoA. Dette molekylet går inn i Krebs-syklusen av aerob respirasjon, og til slutt, etter reaksjonene fra elektrontransportkjede, 36 til 38 ATP genereres fra et molekyl glukose i prosessen med cellulær respirasjon, inkludert de to ATP fra glykolyse.