Содержание
Живые клетки питаются глюкозой. Хотя есть некоторые другие молекулы, которые могут служить в крайнем случае, большая часть энергии в живых клетках - включая энергию, которая делает вашу жизнь возможной - поступает от расщепления глюкозы на более мелкие молекулы.
Гликолиз начинается с одной 6-углеродной молекулы глюкозы и заканчивается двумя 3-углеродными молекулами пирувата, которые затем превращаются в две меньшие молекулы цитрата. Но это не просто отрывок: требуется 10 различных химических реакций, чтобы выполнить работу, и процесс может быть остановлен на этом пути ингибиторами гликолиза.
Ферменты в гликолизе
Ферменты - это белковые молекулы, которые способствуют химической реакции. Каждая химическая реакция требует небольшого повышения энергии, чтобы начать работу, и ферменты работают, уменьшая повышение энергии, известное как энергия активации.
Не то, чтобы эти химические реакции вообще не могли происходить без ферментов, но ферменты делают их гораздо более вероятными.
Три из 10 этапов гликолиза включают такие большие изменения в энергии, что они почти никогда не будут происходить без ферментов, поэтому эти конкретные этапы являются важными точками для регуляции гликолиза.
Что делает гликолиз
Гликолиз является первым шагом в энергетическом обмене клеток.
Это что-то вроде яблока. Если вы всегда сначала разрезаете яблоко пополам, очищаете его и едите кожуру, а только потом режете яблоко на кусочки меньшего размера и едите его, то гликолиз будет только этапом съедения кожуры и разрезания яблока пополам. Конечный продукт - две половинки яблока и немного энергии от употребления кожуры.
Если у вас уже была куча очищенных яблочных половинок или вам не нужна энергия, которую вы получаете от кожуры яблока, вы перестанете работать над новыми яблоками. Ваши клетки делают то же самое, но конечным продуктом являются молекулы цитрата вместо яблочных половинок, а энергия в вашей клетке переносится в аденозинтрифосфате, АТФ.
Регулирующие ферменты
Глюкоза транспортируется в живую клетку транспортным белком. Тот же самый белок, который вносит его, снова выведет его обратно, но только если его структура была изменена.
Один фермент перестраивает атомы в молекуле глюкозы, превращая ее в фруктозу. Затем фосфофруктокиназа или фермент PFK присоединяет фосфатную группу к молекуле фруктозы. Это готовит его к следующему шагу в гликолизе, а также препятствует тому, чтобы транспортный белок выводил сахар из клетки.
Если там уже много АТФ и много цитрата, ПФК замедлится. Точно так же вам не нужно нарезать другое яблоко, если вы не голодны, и у вас есть много ломтиков, лежащих вокруг, PFK не нужно действовать, если есть много АТФ и много цитрата; высокий уровень этих соединений уменьшит гликолиз.
Регуляция гликолиза другими способами
Некоторые из стадий гликолиза требуют, чтобы промежуточные продукты избавлялись от атома водорода, чтобы они могли продолжать распадаться и обеспечивать больше энергии. Если нет другой молекулы, способной принять атом водорода, гликолиз прекратится.
В этом конкретном случае молекула, которая принимает атом водорода, представляет собой NAD +. Таким образом, гликолиз прекратится, если нет NAD +.
Скорость гликолиза также изменяется в зависимости от количества глюкозы вокруг. Если в клетку не транспортируются молекулы глюкозы, гликолиз прекращается.