Как происходит гликолиз?

Содержание

• Реактивы и продукты гликолиза
• Уравнение гликолиза
• Ранний гликолиз: шаги
• Поздний гликолиз: шаги

гликолиз это универсальный биохимический процесс, который преобразует питательное вещество (шестиуглеродный сахар глюкоза) в полезную энергию (АТФ, или аденозинтрифосфат). Гликолиз происходит в цитоплазме всех живых клеток и продолжает течь благодаря ряду специфических гликолитических ферментов.

В то время как энергетический выход гликолиза, молекула для молекулы, намного меньше, чем получаемый при аэробном дыхании - два АТФ на молекулу глюкозы, расходуемые только на гликолиз, по сравнению с 36–38 для всех реакций клеточного дыхания, вместе взятых, - он, тем не менее, является одним из Природы наиболее вездесущих и надежных процессов в том смысле, что все клетки используют его, даже если не все из них могут полагаться исключительно на него в своих энергетических потребностях.

Реактивы и продукты гликолиза

Гликолиз - это анаэробный процесс, то есть он не требует кислорода. Будьте осторожны, чтобы не перепутать «анаэробные» с «встречающимися только в анаэробных организмах». Гликолиз происходит в цитоплазме как прокариотических, так и эукариотических клеток.

Начинается, когда глюкоза, которая имеет формулу С₆ЧАС₁₂О₆ и молекулярная масса 180,156 г диффундирует в клетку через плазматическую мембрану вниз по градиенту концентрации.

Когда это происходит, углерод глюкозы номер шесть, который находится вне первичного гексагонального кольца молекулы, сразу же становится фосфорилированным (то есть имеет присоединенную к нему фосфатную группу). Фосфорилирование глюкозы делает молекулу глюкозо-6-фосфата (G6P) электрически отрицательной и, таким образом, задерживает ее внутри клетки.

После еще девяти реакций и вложения энергии появляются продукты гликолиза: две молекулы пирувата (C₃ЧАС₈О₆) плюс пара ионов водорода и две молекулы NADH, «электронного носителя», который имеет решающее значение в «нисходящих» реакциях аэробного дыхания, которые происходят в митохондриях.

Уравнение гликолиза

Общее уравнение для реакций гликолиза можно записать так:

С₆ЧАС₁₂О₆ + 2 Пи + 2 АДФ + 2 НАД⁺→ 2 C₃ЧАС₄О₃ + 2 ч⁺ + 2 НАДН + 2 СПС

Здесь Pi представляет собой свободный фосфат, а ADP обозначает аденозиндифосфат, нуклеотид, который служит прямым предшественником большей части АТФ в организме.

Ранний гликолиз: шаги

После того, как G6P образуется на первом этапе гликолиза под руководством фермента Гексокиназныймолекула перегруппируется без потери или прироста атомов до фруктозо-6-фосфата, другого производного сахара. Затем молекула снова фосфорилируется, на этот раз с углеродом номер 1. В результате получается фруктоза-1,6-бифосфат (FBP), дважды фосфорилированный сахар.

Хотя на этом этапе требуется пара АТФ в качестве источника фосфорилирований, которые здесь происходят, они не показаны в общем уравнении гликолиза, поскольку они устраняются двумя из четырех АТФ, продуцируемых во второй части гликолиза. Таким образом, чистое производство двух ATP действительно означает первоначальный «бай-ин» двух ATP, чтобы произвести четыре ATP всего в конце процесса.

Поздний гликолиз: шаги

Шестиуглеродный, дважды фосфорилированный FBP расщепляется на пару трехуглеродных, однократно фосфорилированных молекул, одна из которых быстро перестраивается в другую. Таким образом, вторая часть гликолиза начинается с производства пары молекул глицеральдегид-3-фосфата (GA3P).

Важно отметить, что все, что происходит с этого момента, удваивается по отношению к общей реакции. Таким образом, поскольку каждая молекула GA3P систематически перестраивается в пируват, что приводит к выработке двух АТФ и НАД, общее количество увеличивается в два раза. В конце гликолиза два пирувата готовы к отправке в митохондрии, пока присутствует кислород.