Гліколіз - це універсальний біохімічний процес, який перетворює поживні речовини (шестивуглецевий цукор глюкоза) в корисну енергію (АТФ, або аденозинтрифосфат). Гліколіз відбувається в цитоплазмі всіх живих клітин, що постійно протікає разом із шквалом специфічних гліколітичних ферментів.
Хоча енергетичний вихід гліколізу становить, молекула за молекулою набагато менше, ніж отримана аеробним диханням - два АТФ на молекулу глюкози, спожиту лише для гліколізу, проти. Від 36 до 38 для всіх реакцій клітинного дихання в сукупності - проте це одна з найбільш повсюдних і природних надійні процеси в тому сенсі, що всі клітини ним користуються, навіть якщо не всі з них можуть покладатися виключно на це для своєї енергії потреби.
Реактиви та продукти гліколізу
Гліколіз - це анаеробний процес, тобто він не потребує кисню. Будьте обережні, щоб не плутати "анаеробну" з "зустрічається лише в анаеробних організмах". Гліколіз зустрічається в цитоплазмі як прокаріотичних, так і еукаріотичних клітин.
Він починається з глюкози, яка має формулу С
6H12О6 і молекулярна маса 180,156 грам, дифундує в клітину через плазматичну мембрану за своїм градієнтом концентрації.Коли це трапляється, вуглець глюкози номер шість, який знаходиться поза первинним гексагональним кільцем молекули, негайно стає фосфорильованим (тобто має приєднану до нього фосфатну групу). Фосфорилювання глюкози робить молекулу глюкозо-6-фосфат (G6P) електрично негативною і таким чином затримує її всередині клітини.
Після ще дев'яти реакцій та вкладення енергії з'являються продукти гліколізу: дві молекули пірувату (С3H8О6) плюс пара іони водню і дві молекули NADH, "електронного носія", який має вирішальне значення в реакціях аеробного дихання "за течією", що відбуваються в мітохондріях.
Рівняння гліколізу
Рівняння нетто для реакцій гліколізу можна записати так:
C.6H12О6 + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+→ 2 С3H4О3 + 2 год+ + 2 NADH + 2 ATP
Тут Pi являє собою вільний фосфат і ADP розшифровується як аденозиндифосфат, нуклеотид, який служить безпосереднім попередником більшості АТФ в організмі.
Ранній гліколіз: кроки
Після G6P утворюється на першій стадії гліколізу під керівництвом ферменту гексокіназа, молекула переставляється без втрати або збільшення атомів до фруктозо-6-фосфату, іншого похідного цукру. Потім молекула знову фосфорилюється, цього разу на вуглець номер 1. Результатом є фруктоза-1,6-біфосфат (FBP), подвійно фосфорильований цукор.
Хоча для цього кроку необхідна пара АТФ як джерела фосфорилювання, що відбувається тут, вони не показані в загальне рівняння гліколізу, оскільки вони анулюються двома з чотирьох АТФ, утворених у другій частині гліколіз. Таким чином, чисте виробництво двох АТФ насправді означає початковий "вхід" двох АТФ для виробництва чотирьох АТФ у кінці процесу.
Пізніше гліколіз: кроки
Шестивуглецевий, подвійно фосфорильований FBP розщеплюється на пару тривуглецевих, одноразово фосфорильованих молекул, одна з яких швидко переставляється в іншу. Таким чином, друга частина гліколізу починається з утворенням пари молекул гліцеральдегід-3-фосфату (GA3P).
Важливо те, що все, що відбувається з цього моменту, подвоюється щодо загальної реакції. Таким чином, оскільки кожна молекула GA3P систематично переставляється в піруват, в результаті чого утворюється два АТФ і NAD, загальний підрахунок зростає вдвічі. В кінці гліколізу два піруватних стенди, готові до відправлення до мітохондрій, поки є кисень.
- Якщо кисень обмежений, як під час інтенсивних вправ, бродіння відбувається. Піруват перетворюється в лактат, який утворює достатньо НАД +, щоб продовжувати гліколіз.