Glykolys är den 10-stegs metaboliska andningen av sockerglukos. Syftet med glykolys är att ge kemisk energi för användning av en cell. Forskare anser att glykolys är en gammal andningsväg eftersom den kan förekomma i frånvaro av syre, vilket är hur det skulle möjliggöra överlevnad av primitiva anaeroba bakterier som föregick jordens syre atmosfär.
Glykolys kräver specifika ingredienser för att fungera. Ingångarna för glykolys inkluderar en levande cell, enzymer, glukos och energiöverföringsmolekylerna nikotinamidadenindinukleotid (NAD +) och adenosintrifosfat (ATP).
Läs mer om vad glykolys är.
Vad är syftet med glykolys?
Glykolys används och finns i nästan alla levande organismer på jorden. Man tror att detta är en av de första metaboliska vägarna som uppstår på jorden eftersom det inte kräver syre, vilket inte var lätt tillgängligt i den tidiga atmosfären.
Glykolys är det första steget i många organismers metaboliska vägar som tar socker och förvandlar det till användbar cellulär energi. Med en kombination av alla insatserna för glykolys förvandlar denna process ett 6-kolsocker till 2 pyruvat-, 2 ATP- och 2 NADH-molekyler, alla av vilka sedan används i ytterligare metaboliska vägar som Krebs cykel, jäsning, oxidativ fosforylering och / eller cellulär andning.
Läs mer om slutresultatet av glykolys.
Sex kolsocker
Den grundläggande insatsen för glykolys är socker. Normalt är det socker som används glukos, men enzymer kan omvandla andra sexkolinsockerarter, såsom galaktos och fruktos, till mellanliggande ämnen som går in i glykolysvägen nedströms startpunkten för glukos.
Växter och andra autotrofer skapar glukos under fotosyntes med solenergi och koldioxid. Heterotrofer måste äta sitt socker genom att äta växter, autotrofer och andra matkällor. Sockret finns i en mängd olika livsmedel direkt eller som stärkelse och cellulosa, som bryts ner till glukos. Glukos löses upp i vatten och kan med hjälp av enzymer lätt transporteras in i eller ut ur en cell, beroende på dess relativa koncentrationer på vardera sidan av ett cellmembran.
Enzymer
Enzymer är proteiner som fungerar som katalysatorer för biokemiska reaktioner. Enzymer sänker den energi som behövs för att driva en reaktion utan att förbrukas av processen. Glukostransportenzymer hjälper celler att importera glukos.
Det första enzymet i glykolysvägen är hexokinas, som omvandlar glukos till glukos-6-fosfat (G6P). Detta första steg tömmer cellens glukoskoncentration, vilket hjälper ytterligare glukos att diffundera in i cellen. G6P-produkten diffunderar inte lätt ut ur cellen, så hexokinas låser i själva verket en glukosmolekyl för användning av cellen. Nio andra enzymer deltar i glykolys med en som används i varje steg i processen.
ATP
ATP är ett koenzym som lagrar, transporterar och släpper ut kemisk energi i celler. En ATP-molekyl innehåller tre fosfatgrupper, som var och en hålls av en högenergibindning. ATP ger kemisk energi när enzymer avlägsnar en eller flera fosfatgrupper. I den omvända reaktionen använder enzymer energi när de tillsätter fosfater i föregångarna, vilket resulterar i produktion av ATP.
Glykolys kräver två ATP-molekyler för att komma igång, men producerar fyra ATP vid det sista steget, vilket ger ett nettoutbyte på två ATP.
NAD +
NAD + är ett oxiderande koenzym som accepterar elektroner och protoner från andra molekyler, vilket skapar den reducerade formen NADH. I den omvända reaktionen fungerar NADH som ett reduktionsmedel som donerar elektroner och protoner när det oxideras tillbaka till NAD +. NAD + och NADH används i en mängd olika biokemiska vägar, inklusive glykolys, som kräver ett oxidations- eller reduktionsmedel.
Glykolys kräver två NAD + -molekyler per glukosmolekyl, som producerar två NADHs samt två vätejoner och två molekyler vatten. Slutprodukten av glykolys är pyruvat, som cellen kan metabolisera ytterligare för att ge en stor mängd extra energi.