As células vivas se alimentam de glicose. Embora existam algumas outras moléculas que podem servir em uma pitada, a maior parte da energia nas células vivas - incluindo a energia que torna sua vida possível - vem da divisão da glicose em partes menores moléculas.
Glicolise começa com uma molécula de glicose de 6 carbonos e termina com duas moléculas de piruvato de 3 carbonos, que então se convertem em duas moléculas menores de citrato. Mas não é apenas um recorte: são necessárias 10 reações químicas diferentes para fazer o trabalho, e o processo pode ser interrompido ao longo do caminho inibidores da glicólise.
Enzimas na glicólise
As enzimas são moléculas de proteína que auxiliam em uma reação química. Cada reação química requer um pequeno aumento de energia para começar, e as enzimas atuam reduzindo o aumento de energia, conhecido como energia de ativação.
Não é que essas reações químicas não pudessem ocorrer sem as enzimas, mas as enzimas aumentam a probabilidade de ocorrência delas.
Três das 10 etapas da glicólise envolvem mudanças tão grandes na energia que quase nunca ocorrem sem enzimas, então essas etapas particulares são pontos importantes para a regulação de glicolise.
O que a glicólise faz
A glicólise é a primeira etapa do metabolismo energético das células.
É algo como comer uma maçã. Se você sempre corta a maçã ao meio, descasca e come a casca, e só então corta a maçã em mordidas menores e comê-la, então a glicólise seria apenas as etapas de comer a casca e cortar a maçã metade. O produto final são as duas metades da maçã e um pouco da energia de comer a casca.
Se você já tivesse uma pilha de metades de maçãs descascadas ou não precisasse da energia que obteria da casca da maçã, pararia de trabalhar com maçãs novas. Suas células fazem a mesma coisa, mas o produto final são moléculas de citrato em vez de metades de maçã, e a energia em sua célula é transportada trifosfato de adenosina, ATP.
Regulando Enzimas
A glicose é transportada para uma célula viva por uma proteína de transporte. A mesma proteína que o traz irá carregá-lo de volta, mas não se sua estrutura tiver sido alterada.
Uma enzima reorganiza os átomos na molécula de glicose para transformá-la em frutose. Em seguida, a fosfofrutocinase ou enzima PFK une um grupo fosfato à molécula de frutose. Isso o prepara para a próxima etapa da glicólise e também evita que a proteína de transporte retire o açúcar da célula.
Se já houver muito ATP e também houver bastante citrato, o PFK ficará mais lento. Da mesma forma que você não precisa cortar outra maçã se não estiver com fome e tiver muitas fatias espalhadas, PFK não precisa agir se houver muito ATP e muito citrato; altos níveis desses compostos reduzem a glicólise.
Regulação da glicólise de outras maneiras
Algumas das etapas da glicólise requerem que os produtos intermediários se livrem de um átomo de hidrogênio para que possam continuar a se fragmentar e fornecer mais energia. Se não houver outra molécula para aceitar o átomo de hidrogênio, a glicólise irá parar.
Nesse caso particular, a molécula que aceita o átomo de hidrogênio é o NAD +. Portanto, a glicólise irá parar se não houver NAD +.
A taxa de glicólise também é modificada dependendo da quantidade de glicose ao redor. Se não moléculas de glicose são transportados para a célula, então a glicólise irá parar.