ผลิตภัณฑ์เคมีจากไกลโคไลซิสมีอะไรบ้าง?

ไกลโคไลซิส เป็นขั้นตอนแรกที่เซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดใช้ในการดึงพลังงานจากโมเลกุลสารอาหาร (ในกรณีนี้ กลูโคสน้ำตาลหกคาร์บอน) ในบางเซลล์ โดยเฉพาะเซลล์ของ โปรคาริโอตนอกจากนี้ยังเป็นขั้นตอนสุดท้าย เนื่องจากเซลล์เหล่านี้ไม่พร้อมสำหรับการหายใจระดับเซลล์ (ไกลโคไลซิสร่วมกับปฏิกิริยาแอโรบิกที่ตามมาในยูคาริโอต) อย่างครบถ้วน

ไกลโคไลซิส เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์และส่งผลให้ได้รับ ATP สุทธิ 2 ATP (อะดีโนซีน ไตรโฟเสตนิวคลีโอไทด์ที่เซลล์ต้องการพลังงาน)

มีขั้นตอนไกลโคไลซิสทั้งหมด 10 ขั้นตอน แต่คุณไม่จำเป็นต้องจำทั้ง 10 ขั้นตอนและเอ็นไซม์ที่เกี่ยวข้องเพื่อให้เข้าใจเส้นทางทั้งหมดอย่างแน่นแฟ้น สำคัญกว่าการรู้ชุดของปฏิกิริยาต่อคำต่อคำ คือการตระหนักถึงสารตั้งต้น ผลิตภัณฑ์ และสภาวะที่ไกลโคไลซิสแผ่ออกไป

คำถาม: ข้อใดต่อไปนี้คือ สินค้า ของ การหายใจระดับเซลล์?

ก. กลูโคส; ข. ไพรูเวท; ค. คาร์บอนไดออกไซด์; ง. Acetyl CoA

คำตอบคือ ค, คาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้น กลูโคสเป็นสารตั้งต้นของ การหายใจระดับเซลล์ (และของไกลโคไลซิสเป็นขั้นตอนแรก) ในขณะที่ขั้นตอนอื่นๆ เป็นตัวกลางระหว่างทางจากการได้รับกลูโคส 36 ถึง 38 ATP ตราบเท่าที่มีออกซิเจน Pyruvate เป็นผลิตภัณฑ์ของ

กลูโคสด้วยสูตร ค₆โฮ₁₂โอ₆มีวงแหวนหกเหลี่ยมหกอะตอมอยู่ตรงกลางซึ่งมีคาร์บอนห้าตัวและอะตอมออกซิเจน เมื่อเริ่มต้นของไกลโคไลซิส สารตั้งต้นจะเป็นตัวทำปฏิกิริยาเพียงตัวเดียวในส่วนผสม อย่างไรก็ตาม ระหว่างทาง กลุ่มฟอสเฟตจำเป็นสำหรับขั้นตอนฟอสโฟรีเลชัน (กล่าวคือ การเพิ่มกลุ่มฟอสเฟตในอนุพันธ์ของกลูโคส

นอกจากนี้ ปฏิกิริยายังต้องการการป้อนข้อมูลของสองโมเลกุลของ NAD^+, ซึ่งจะถูกแปลงเป็นรูปแบบเติมไฮโดรเจน (ลดลง) ระหว่างไกลโคไลซิส

กลูโคสจะถูกฟอสโฟรีเลตเมื่อเข้าสู่เซลล์โดยการแพร่กระจายผ่านเยื่อหุ้มพลาสมา จากนั้นจะถูกจัดเรียงใหม่เป็นอนุพันธ์ของฟรุกโตสและต่อด้วยฟอสโฟรีเลตเป็นครั้งที่สองเพื่อให้ได้ผลผลิต ฟรุกโตส-1,6-ไบฟอสเฟต ปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชันทั้งสองนี้ต้องการอินพุตของ ATP สองตัวซึ่งถูกไฮโดรไลซ์เป็น ADP (adenosine diphosphate) เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้น

เมื่อสิ้นสุดระยะนี้ โมเลกุลของคาร์บอน 6 ตัวจะถูกแยกออกเป็นคู่ของโมเลกุลคาร์บอนสามตัว ดังนั้น สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ในทุกขั้นตอนที่ระบุไว้จากจุดนี้จึงต้องเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า เพื่อรักษาบัญชีที่เหมาะสมของไกลโคไลซิสโดยรวม

ในขณะที่ส่วนที่สองของไกลโคไลซิสกำลังดำเนินอยู่ สองโมเลกุลคาร์บอนสามตัวของ กลีเซอรอลดีไฮด์-3-ฟอสเฟต จะถูกแปลงเป็น ไพรูเวต (C₃โฮ₄โอ₃) ในชุดของขั้นตอน ทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับการจัดเรียงใหม่ และหนึ่งในนั้นเกี่ยวข้องกับอีกอันหนึ่ง ฟอสโฟรีเลชั่น ขั้นตอน

นอกจากนี้ในระยะกลับคืน NAD. สองโมเลกุล⁺ (nicotinamide adenine dinucleotide ซึ่งเป็นพาหะอิเล็กตรอนที่จำเป็นภายหลังในปฏิกิริยาของการหายใจแบบใช้ออกซิเจน) จะถูกแปลงเป็น NADH สองตัวและ H สองตัว⁺ (ไฮโดรเจนไอออน)

ในท้ายที่สุด กลุ่มฟอสเฟตสองกลุ่มในแต่ละโมเลกุลของคาร์บอนสามสองตัวถูกใช้เพื่อสร้าง ATP ซึ่งหมายความว่าจะมีการสร้าง ATP สี่ตัวในระยะนี้ การลบ 2 ATP ที่จำเป็นในขั้นตอนการลงทุน เป็นที่ชัดเจนว่าทั้งหมด a สอง ATP ได้มาจากหนึ่งโมเลกุลของกลูโคสระหว่าง glycolysis.

ปฏิกิริยาสมบูรณ์ (สุทธิ) ของไกลโคไลซิสมีรายการแตกต่างกันในแหล่งต่างๆ แต่สิ่งเหล่านี้ ความแตกต่างเป็นเรื่องของการตัดสินใจของผู้เขียนว่าจะรวมตัวกลางบางอย่างเข้าเป็นส่วนหนึ่งของ ปฏิกิริยาสุทธิ การแสดงที่ถูกต้องอย่างหนึ่งคือ

ค₆โฮ₁₂โอ₆ + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C₃โฮ₄โอ₆ + 2 ATP + 2 H+ + 2 NADH

ที่นี่ Pi เป็นฟอสเฟตอนินทรีย์ที่ได้มาจากการไฮโดรไลซิสของ ATP ดังกล่าว

ไพรูเวตเข้าสู่ ไมโตคอนเดรียโดยจะเปลี่ยนเป็น acetyl CoA โมเลกุลนี้เข้าสู่วัฏจักรเครบส์ของการหายใจแบบใช้ออกซิเจน และในที่สุด หลังจากปฏิกิริยาของ ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน, 36 ถึง 38 ATP ถูกสร้างขึ้นจากโมเลกุลของกลูโคสในกระบวนการหายใจของเซลล์รวมทั้งเอทีพีทั้งสองจากไกลโคไลซิส