Гліколіз - це перший крок, який використовують усі живі клітини для вилучення енергії з молекули поживної речовини (в цьому випадку глюкоза, шестивуглецевий цукор). У деяких клітинах, особливо в прокаріоти, це також останній крок, оскільки ці клітини не в повному обсязі здійснюють клітинне дихання (гліколіз плюс аеробні реакції, що слідують у еукаріотів).
Гліколіз відбувається в цитоплазмі клітин і призводить до чистого приросту двох АТФ (аденозинтрифосфат, нуклеотид, який використовується клітинами для своїх енергетичних потреб).
Усього існує 10 етапів гліколізу, але вам не потрібно запам’ятовувати всі 10 та пов’язані з ними ферменти, щоб мати чітке розуміння шляху в цілому. Більш важливим, ніж знання серії реакцій дослівно, є усвідомлення реагентів, продуктів та умов, за яких відбувається гліколіз.
Гліколіз проти. Клітинне дихання
Питання: Які з перелічених нижче продуктів з клітинне дихання?
А. Глюкоза; Б. Піруват; C. Вуглекислий газ; Д. Ацетил CoA
Відповідь така C., лише вуглекислий газ. Глюкоза є реагентом
клітинне дихання (і щодо гліколізу - перший етап), тоді як інші є проміжними проміжними продуктами на шляху від виведення загальної кількості 36 до 38 АТФ з глюкози, поки присутній кисень. Піруват є продуктом гліколіз; Ацетил КоА виробляється з пірувату в мітохондріях, де потім надходить у цикл Кребса.Реактиви гліколізу
Глюкоза, з формулою C.6H12О6, має в центрі шестиатомне гексагональне кільце, що включає п’ять вуглеців та атом кисню. На початку гліколізу це єдиний реагент у суміші. Однак на шляху необхідні фосфатні групи для етапів фосфорилювання (тобто додавання фосфатних груп до похідних глюкози.
Крім того, реакції вимагають введення двох молекул НАД+, який під час гліколізу перетворюється в гідровану (відновлену) форму.
Початкові кроки гліколізу: фаза інвестування
Глюкоза фосфорилюється, потрапляючи в клітину шляхом дифузії через плазматичну мембрану. Потім його переробляють до похідного фруктози, а потім фосфорилюють вдруге, отримуючи фруктоза-1,6-біфосфат. Ці дві реакції фосфорилювання вимагають введення двох АТФ, які гідролізуються до АДФ (аденозиндифосфату), щоб це могло статися.
В кінці цієї фази шестивуглецева молекула розщеплюється на пару тривуглецевих молекул. Таким чином, реагенти та продукти на кожному етапі, перерахованому з цього моменту, потрібно подвоювати, щоб вести належний облік гліколізу в цілому.
Заключні кроки гліколізу: фаза повернення
З розпочатою другою частиною гліколізу дві молекули тривуглецю гліцеральдегід-3-фосфат перетворюються на піруват (C3H4О3) в ряд кроків. Всі вони передбачають перестановки, і одна з них передбачає ще одну фосфорилювання крок.
Також у фазі повернення дві молекули НАД+ (нікотинамід аденіндинуклеотид, електронний носій, необхідний пізніше в реакціях аеробного дихання) трансформуються у два NADH і два H+ (іон водню).
Врешті-решт, дві фосфатні групи в кожній з двох молекул з трьох вуглеців використовуються для утворення АТФ, тобто в цій фазі утворюються чотири АТФ. Віднімаючи два АТФ, необхідні на етапі інвестування, очевидно, що загалом два АТФ отримують з однієї молекули глюкози під час гліколізу.
Продукти гліколізу
Повна (чиста) реакція гліколізу в різних джерелах перелічена по-різному, але це розбіжності - це питання рішення автора, чи включати певні проміжні продукти до складу чиста реакція. Одним з точних подань є
C.6H12О6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C3H4О6 + 2 ATP + 2 H + + 2 NADH
Тут Pi є неорганічним фосфатом, отриманим в результаті вищезазначеного гідролізу АТФ.
Куди йдуть продукти гліколізу?
Потім піруват потрапляє в мітохондрії, де він перетворюється в ацетил КоА. Ця молекула потрапляє в цикл аеробного дихання Кребса і, зрештою, після реакцій електронно-транспортний ланцюг, 36 - 38 АТФ утворюються з молекули глюкози в процесі клітинного дихання, включаючи два АТФ від гліколізу.