Что необходимо для проведения гликолиза?

Гликолиз - это 10-ступенчатое метаболическое дыхание сахара-глюкозы. Целью гликолиза является получение химической энергии для использования клеткой. Ученые считают гликолиз древним путем дыхания, потому что он может происходить в отсутствие кислорода, как это могло позволить выжить примитивным анаэробным бактериям, которые предшествовали появлению кислорода на Земле. Атмосфера.

Для работы гликолиза требуются определенные ингредиенты. Входы гликолиза включают живую клетку, ферменты, глюкозу и молекулы переноса энергии никотинамид адениндинуклеотид (НАД +) и аденозинтрифосфат (АТФ).
Узнайте больше о гликолизе.

Гликолиз используется и присутствует почти в каждом живом организме на Земле. Считается, что это один из первых метаболических путей, возникших на Земле, поскольку он не требует кислорода, который был недоступен в ранней атмосфере.

Гликолиз - это первый шаг во многих метаболических путях организма, который превращает сахар в полезную клеточную энергию. Используя комбинацию всех входов гликолиза, этот процесс превращает один 6-углеродный сахар в 2 молекулы пирувата, 2 АТФ и 2 молекулы НАДН. из которых затем используются в дальнейших метаболических путях, таких как цикл Креба, ферментация, окислительное фосфорилирование и / или клеточное дыхание.

Основным сырьем для гликолиза является сахар. Обычно в качестве сахара используется глюкоза, но ферменты могут преобразовывать другие шестиуглеродные сахара, такие как галактоза и фруктозу на промежуточные вещества, которые вступают в путь гликолиза после начальной точки для глюкоза.

Растения и другие автотрофы создают глюкозу во время фотосинтеза, используя солнечную энергию и углекислый газ. Гетеротрофы должны поглощать свой сахар, поедая растения, автотрофов и другие источники пищи. Сахар доступен в большом количестве продуктов напрямую или в виде крахмала и целлюлозы, которые распадаются на глюкозу. Глюкоза растворяется в воде и с помощью ферментов может легко транспортироваться в клетку или из клетки, в зависимости от ее относительных концентраций по обе стороны от клеточной мембраны.

Ферменты - это белки, которые действуют как катализаторы биохимических реакций. Ферменты снижают энергию, необходимую для запуска реакции, но не расходуются в процессе. Ферменты-переносчики глюкозы помогают клеткам импортировать глюкозу.

Первым ферментом в пути гликолиза является гексокиназа, которая превращает глюкозу в глюкозо-6-фосфат (G6P). Этот первый шаг снижает концентрацию глюкозы в клетке, тем самым помогая дополнительной глюкозе диффундировать в клетку. Продукт G6P нелегко диффундирует из клетки, поэтому гексокиназа, по сути, блокирует молекулу глюкозы для использования клеткой. Девять других ферментов участвуют в гликолизе, по одному на каждой стадии процесса.

АТФ - это кофермент, который накапливает, транспортирует и выделяет химическую энергию внутри клеток. Молекула АТФ содержит три фосфатные группы, каждая из которых удерживается высокоэнергетической связью. АТФ выделяет химическую энергию, когда ферменты удаляют одну или несколько фосфатных групп. В обратной реакции ферменты используют энергию при добавлении фосфатов к предшественникам, что приводит к образованию АТФ.

Гликолиз требует двух молекул АТФ, но на последнем этапе производит четыре АТФ, что дает чистый выход двух АТФ.

НАД + - это окисляющий кофермент, который принимает электроны и протоны от других молекул, создавая восстановленную форму НАДН. В обратной реакции НАДН действует как восстанавливающий агент, который отдает электроны и протоны, когда он снова окисляется до НАД +. НАД + и НАДН используются в различных биохимических процессах, включая гликолиз, для которых требуется окислитель или восстанавливающий агент.

Гликолиз требует двух молекул НАД + на молекулу глюкозы, производя два НАДН, а также два иона водорода и две молекулы воды. Конечным продуктом гликолиза является пируват, который клетка может дополнительно метаболизировать, чтобы получить большое количество дополнительной энергии.