Glykolys är det första steget som används av alla levande celler för att extrahera energi från en näringsmolekyl (i detta fall, glukos, ett socker med sex kol). I vissa celler, särskilt de av prokaryoter, är det också det sista steget, eftersom dessa celler inte är utrustade för att genomföra cellulär andning (glykolys plus de aeroba reaktionerna som följer i eukaryoter) i sin helhet.
Glykolys sker i cellens cytoplasma och resulterar i en nettovinst på två ATP (adenosintrifosat, nukleotiden som används av celler för dess energibehov).
Det finns totalt 10 glykolyssteg, men du behöver inte memorera alla 10 och deras associerade enzymer för att ha en fast förståelse för vägen som helhet. Viktigare än att känna ordet till reaktionssätt är att vara medveten om reaktanterna, produkterna och förhållandena under vilka glykolys utvecklas.
Glykolys vs. Cellandningen
Fråga: Vilka av följande är Produkter av cellandningen?
A. Glukos; B. Pyruvat; C. Koldioxid; D. Acetyl CoA
Svaret är C, endast koldioxid. Glukos är en reaktant av
cellandningen (och av glykolys, det första steget), medan de andra är mellanprodukter längs vägen från att hämta totalt 36 till 38 ATP från glukos så länge som syre är närvarande. Pyruvat är en produkt av glykolys; Acetyl CoA är tillverkat av pyruvat i mitokondrier, där det sedan går in i Krebs-cykeln.Reaktanter av glykolys
Glukos, med formeln C6H12O6, har en sex-atom sexkantig ring i centrum som innehåller fem kol och en syreatom. Vid glykolysens början är det den enda reaktanten i blandningen. Längs vägen behövs emellertid fosfatgrupper för fosforyleringsstegen (dvs tillsatsen av fosfatgrupper till glukosderivat.
Dessutom kräver reaktionerna en inmatning av två molekyler av NAD+, som omvandlas till sin hydrerade (reducerade) form under glykolys.
De första stegen i glykolys: investeringsfas
Glukos fosforyleras när den kommer in i en cell genom diffusion genom plasmamembranet. Det ordnas sedan om till ett fruktosderivat och fosforyleras därefter en andra gång för att ge fruktos-1,6-bifosfat. Dessa två fosforyleringsreaktioner kräver inmatning av två ATP, som hydrolyseras till ADP (adenosindifosfat) för att detta ska ske.
I slutet av denna fas delas sexkolmolekylen i ett par trekolmolekyler. Således måste reaktanterna och produkterna i varje steg som listas från denna punkt fördubblas för att upprätthålla en korrekt redovisning av glykolysen som helhet.
De sista stegen i glykolys: returfas
Med den andra delen av glykolys pågår två trekolmolekyler av glyceraldehyd-3-fosfat omvandlas till pyruvat (C3H4O3) i en serie steg. Dessa involverar alla omläggningar, och en av dem innebär ännu en fosforylering steg.
Även i returfasen, två molekyler av NAD+ (nikotinamidadenindinukleotid, en elektronbärare som behövs senare i reaktionerna med aerob andning) transformeras till två NADH och två H+ (en vätejon).
I slutändan används de två fosfatgrupperna på var och en av de två trekolmolekylerna för att framställa ATP, vilket innebär att fyra ATP genereras i denna fas. Att subtrahera de två ATP som behövs i investeringsfasen är det uppenbart att totalt två ATP härrör från en molekyl glukos under glykolys.
Produkter av glykolys
Den kompletta (nettoreaktionen) av glykolys listas annorlunda i olika källor, men dessa skillnader är en fråga om författarens beslut om att inkludera vissa mellanprodukter som en del av nettoreaktion. En korrekt framställning är
C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C3H4O6 + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH
Här är Pi oorganiskt fosfat, härrörande från nämnda hydrolys av ATP.
Var går glykolysprodukter?
Pyruvat går sedan in i mitokondrierdär den omvandlas till acetyl CoA. Denna molekyl går in i Krebs-cykeln av aerob andning och i slutändan efter reaktionerna från elektron transport kedja, 36 till 38 ATP genereras från en glukosmolekyl i processen för cellulär andning, inklusive de två ATP från glykolys.