Гліколіз - це 10-етапне метаболічне дихання цукру глюкозою. Метою гліколізу є отримання хімічної енергії для використання клітиною. Вчені вважають гліколіз старовинним шляхом дихання, оскільки він може відбуватися за відсутності кисню, ось як це могло б дозволити виживання примітивних анаеробних бактерій, що передували кисню Землі атмосфера.
Для гліколізу потрібні певні інгредієнти. Вхідні речовини гліколізу включають живу клітину, ферменти, глюкозу та молекули передачі енергії нікотинамід-аденин-динуклеотид (НАД +) та аденозинтрифосфат (АТФ).
Детальніше про те, що таке гліколіз.
Яка мета гліколізу?
Гліколіз використовується і присутній майже в кожному живому організмі на Землі. Вважається, що це один з перших метаболічних шляхів, що виник на землі, оскільки він не потребує кисню, який був недоступний у ранній атмосфері.
Гліколіз - це перший крок у багатьох метаболічних шляхах організму, який приймає цукор і перетворює його на корисну клітинну енергію. Використовуючи комбінацію всіх входів гліколізу, цей процес перетворює один 6-вуглецевий цукор у 2 молекули пірувату, 2 АТФ і 2 NADH з яких потім використовуються в подальших метаболічних шляхах, таких як цикл Креба, ферментація, окисне фосфорилювання та / або клітинна дихання.
Детальніше про кінцевий результат гліколізу.
Шестивуглецевий цукор
Основним джерелом гліколізу є цукор. Зазвичай цукор використовується як глюкоза, але ферменти можуть перетворювати інші цукру з шести вуглецю, такі як галактоза та фруктози, в проміжні речовини, які надходять у шлях гліколізу нижче за течією вихідної точки для глюкоза.
Рослини та інші автотрофи створюють глюкозу під час фотосинтезу за допомогою сонячної енергії та вуглекислого газу. Гетеротрофи повинні поглинати цукор, харчуючись рослинами, автотрофами та іншими джерелами їжі. Цукор доступний у різноманітних продуктах харчування безпосередньо або у вигляді крохмалю та целюлози, які розпадаються на глюкозу. Глюкоза розчиняється у воді і за допомогою ферментів може легко транспортуватися в клітину або з неї, залежно від її відносної концентрації по обидва боки клітинної мембрани.
Ферменти
Ферменти - це білки, які діють як каталізатори біохімічних реакцій. Ферменти знижують енергію, необхідну для просування реакції, не витрачаючись процесом. Ферменти транспортера глюкози допомагають клітинам імпортувати глюкозу.
Першим ферментом на шляху гліколізу є гексокіназа, яка перетворює глюкозу в глюкозо-6-фосфат (G6P). Цей перший крок виснажує концентрацію глюкози в клітині, тим самим допомагаючи додатковій глюкозі дифундувати в клітину. Продукт G6P не легко дифундує з клітини, тому гексокіназа фактично блокує молекулу глюкози для використання клітиною. Дев'ять інших ферментів беруть участь у гліколізі, причому один використовується на кожному етапі процесу.
АТФ
АТФ - це кофермент, який зберігає, транспортує та виділяє хімічну енергію всередині клітин. Молекула АТФ містить три фосфатні групи, кожна з яких утримується високоенергетичним зв’язком. АТФ дає хімічну енергію, коли ферменти видаляють одну або кілька фосфатних груп. При зворотній реакції ферменти використовують енергію при додаванні фосфатів до попередників, в результаті чого виробляється АТФ.
Для гліколізу потрібні дві молекули АТФ, але на останньому етапі утворюється чотири АТФ, що дає чистий вихід двох АТФ.
NAD +
NAD + - це окислювальний кофермент, який приймає електрони і протони від інших молекул, створюючи відновлену форму NADH. У зворотній реакції NADH діє як відновник, який віддає електрони і протони, коли вони окислюються назад до NAD +. NAD + і NADH використовуються в різних біохімічних шляхах, включаючи гліколіз, які потребують окислювача або відновника.
Для гліколізу потрібні дві молекули NAD + на молекулу глюкози, утворюючи два NADH, а також два іони водню і дві молекули води. Кінцевим продуктом гліколізу є піруват, який клітина може далі метаболізувати, отримуючи велику кількість додаткової енергії.