Glikolisis. Glikolisis aerobik dan anaerobik

Dalam artikel ini, kita akan melihat dengan lebih dekat glikolisis aerobik, prosesnya, dan menganalisis peringkat dan peringkat. Mari kita berkenalan dengan anaerobik, pelajari tentang pengubahsuaian evolusi proses ini dan tentukan kepentingan biologinya.

Apakah glikolisis

Glikolisis adalah salah satu daripada tiga bentuk pengoksidaan glukosa, di mana proses pengoksidaan itu sendiri disertai dengan pembebasan tenaga, yang disimpan dalam NADH dan ATP. Dalam proses glikolisis daripada molekul dua molekul asid piruvik.

Glikolisis adalah proses yang berlaku di bawah pengaruh pelbagai pemangkin biologi - enzim. Ejen pengoksidaan utama ialah oksigen - O 2, bagaimanapun, proses glikolisis boleh diteruskan tanpa kehadirannya. Jenis glikolisis ini dipanggil glikolisis anaerobik.

Proses glikolisis tanpa kehadiran oksigen

Glikolisis anaerobik ialah proses pengoksidaan glukosa secara berperingkat di mana glukosa tidak teroksida sepenuhnya. Satu molekul asid piruvik terbentuk. Dan dari sudut tenaga, glikolisis tanpa penyertaan oksigen (anaerobik) adalah kurang berfaedah. Walau bagaimanapun, apabila oksigen memasuki sel, proses pengoksidaan anaerobik boleh bertukar menjadi aerobik dan diteruskan dalam bentuk penuh.

Mekanisme glikolisis

Proses glikolisis ialah penguraian glukosa enam karbon kepada piruvat tiga karbon dalam bentuk dua molekul. Proses itu sendiri dibahagikan kepada 5 peringkat penyediaan dan 5 peringkat di mana tenaga disimpan dalam ATP.

Proses glikolisis 2 peringkat dan 10 peringkat adalah seperti berikut:

• Peringkat 1, peringkat 1 - fosforilasi glukosa. Pada atom karbon keenam dalam glukosa, sakarida itu sendiri diaktifkan melalui fosforilasi.
• Peringkat 2 - pengisomeran glukosa-6-fosfat. Pada peringkat ini, phosphoglucoseimerase secara pemangkin menukar glukosa kepada fruktosa-6-fosfat.
• Peringkat 3 - Fruktosa-6-fosfat dan fosforilasinya. Langkah ini terdiri daripada pembentukan fruktosa-1,6-difosfat (aldolase) oleh tindakan fosfofruktokinase-1, yang mengiringi kumpulan fosforil daripada asid trifosforik adenosin kepada molekul fruktosa.
• Langkah 4 ialah proses pembelahan aldolase untuk membentuk dua molekul triosa fosfat iaitu eldosa dan ketosa.
• Peringkat 5 - triosa fosfat dan pengisomeran mereka. Pada peringkat ini, gliseraldehid-3-fosfat dihantar ke langkah-langkah seterusnya dalam pemecahan glukosa, dan dihidroksiaseton fosfat ditukar kepada bentuk gliseraldehid-3-fosfat di bawah pengaruh enzim.
• Peringkat 2, peringkat 6 (1) - Gliseraldehid-3-fosfat dan pengoksidaannya - peringkat di mana molekul ini teroksida dan terfosforilasi kepada difosfogliserat-1,3.
• Langkah 7 (2) - bertujuan untuk memindahkan kumpulan fosfat kepada ADP daripada 1,3-diphosphoglycerate. Hasil akhir peringkat ini ialah pembentukan 3-fosfogliserat dan ATP.
• Langkah 8 (3) - peralihan daripada 3-fosfogliserat kepada 2-fosfogliserat. Proses ini berlaku di bawah pengaruh enzim phosphoglycerate mutase. Prasyarat untuk berlakunya tindak balas kimia ialah kehadiran magnesium (Mg).
• Peringkat 9 (4) - 2 phosphoglycerta mengalami dehidrasi.
• Peringkat 10 (5) - fosfat yang diperoleh hasil daripada laluan peringkat sebelumnya dipindahkan ke ADP dan PEP. Tenaga daripada phosphoenulpyrovate dipindahkan ke ADP. Tindak balas memerlukan kehadiran ion kalium (K) dan magnesium (Mg).

Bentuk glikolisis yang diubah suai

Proses glikolisis boleh disertai dengan pengeluaran tambahan 1,3 dan 2,3-biphosphoglycerates. 2,3-fosfogliserat di bawah pengaruh pemangkin biologi mampu kembali kepada glikolisis dan berubah menjadi 3-fosfogliserat. Peranan enzim ini adalah pelbagai, contohnya, 2,3-biphosphoglycerate, berada dalam hemoglobin, menyebabkan oksigen masuk ke dalam tisu, menggalakkan penceraian dan menurunkan pertalian O 2 dan sel darah merah.

Banyak bakteria mengubah bentuk glikolisis pada pelbagai peringkat, mengurangkan jumlah bilangannya atau mengubah suainya di bawah pengaruh pelbagai enzim. Sebahagian kecil anaerobes mempunyai kaedah penguraian karbohidrat yang lain. Kebanyakan termofil mempunyai hanya 2 enzim glikolitik sama sekali, ini adalah enolase dan piruvat kinase.

Glikogen dan kanji, disakarida dan lain-lain jenis monosakarida

Glikolisis aerobik ialah proses yang juga merupakan ciri jenis karbohidrat lain, dan secara khusus, ia wujud dalam kanji, glikogen, dan kebanyakan disakarida (manose, galaktosa, fruktosa, sukrosa, dan lain-lain). Fungsi semua jenis karbohidrat secara amnya bertujuan untuk mendapatkan tenaga, tetapi mungkin berbeza dari segi spesifik tujuannya, penggunaannya, dsb. Contohnya, glikogen meminjamkan dirinya kepada glikogenesis, yang sebenarnya merupakan mekanisme fosfolitik yang bertujuan untuk mendapatkan tenaga daripada pecahan glikogen. Glikogen itu sendiri boleh disimpan dalam badan sebagai sumber rizab tenaga. Jadi, sebagai contoh, glukosa yang diperoleh semasa makan, tetapi tidak diserap oleh otak, terkumpul di dalam hati dan akan digunakan apabila terdapat kekurangan glukosa dalam badan untuk melindungi individu daripada gangguan yang serius dalam homeostasis.

Kepentingan glikolisis

Glikolisis adalah unik, tetapi bukan satu-satunya jenis pengoksidaan glukosa dalam badan, sel kedua-dua prokariot dan eukariota. Enzim glikolisis adalah larut air. Tindak balas glikolisis dalam beberapa tisu dan sel hanya boleh berlaku dengan cara ini, contohnya, dalam sel nefron otak dan hati. Cara lain untuk mengoksidakan glukosa dalam organ ini tidak digunakan. Walau bagaimanapun, fungsi glikolisis tidak sama di mana-mana. Sebagai contoh, tisu adiposa dan hati dalam proses pencernaan mengekstrak substrat yang diperlukan daripada glukosa untuk sintesis lemak. Banyak tumbuhan menggunakan glikolisis sebagai cara untuk mengekstrak sebahagian besar tenaga mereka.

Katabolisme glukosa 1 disertai dengan penggunaan 2 molekul ATP untuk fosforilasi substrat heksosa, pembentukan 4 molekul ATP dalam tindak balas fosforilasi substrat, pengurangan 2 molekul NADH 2 dan sintesis 2 molekul PVC. 2 molekul sitoplasma NADH 2, bergantung pada mekanisme ulang-alik, memberikan dari 4 hingga 6 molekul ATP dalam rantai pernafasan mitokondria.

Oleh itu, kesan tenaga terakhir glikolisis aerobik, bergantung pada mekanisme ulang-alik, adalah dari 6 hingga 8 molekul ATP.

Glikolisis anaerobik

Di bawah keadaan anaerobik, PVC, seperti O 2 dalam rantai pernafasan, memastikan penjanaan semula NAD + daripada NADH 2, yang diperlukan untuk kesinambungan tindak balas glikolisis. PVC kemudiannya ditukar kepada asid laktik. Tindak balas berlaku dalam sitoplasma dengan penyertaan laktat dehidrogenase.

11. Laktat dehidrogenase(laktat: NAD + oksidoreduktase). Terdiri daripada 4 subunit, mempunyai 5 isoform.

Laktat bukanlah produk akhir metabolik yang dikeluarkan dari badan. Bahan dari tisu ini memasuki aliran darah dan digunakan, bertukar menjadi glukosa dalam hati (kitaran Cori), atau, apabila oksigen tersedia, ia bertukar menjadi PVC, yang memasuki laluan umum katabolisme, mengoksida kepada CO 2 dan H 2 O.

Pengeluaran ATP semasa glikolisis anaerobik

Glikolisis anaerobik kurang cekap daripada glikolisis aerobik. Katabolisme 1 glukosa disertai dengan penggunaan 2 molekul ATP untuk fosforilasi substrat, pembentukan 4 molekul ATP dalam tindak balas fosforilasi substrat, dan sintesis 2 molekul laktat. Oleh itu, kesan tenaga akhir glikolisis anaerobik adalah sama dengan 2 molekul ATP.

Kepentingan plastik katabolisme glukosa

Semasa katabolisme, glukosa boleh melakukan fungsi plastik. Metabolit glikolisis digunakan untuk mensintesis sebatian baru. Oleh itu, fruktosa-6f dan 3-PGA terlibat dalam pembentukan ribosa-5-f (komponen nukleotida); 3-fosfogliserat boleh dimasukkan dalam sintesis asid amino seperti serin, glisin, sistein. Dalam hati dan tisu adiposa, Acetyl-CoA digunakan dalam biosintesis asid lemak, kolesterol, dan DAP digunakan untuk sintesis gliserol-3p.

Peraturan glikolisis

Kesan Pasteur– penurunan kadar penggunaan glukosa dan pengumpulan laktat dengan kehadiran oksigen.

Kesan Pasteur dijelaskan oleh kehadiran persaingan antara enzim aerobik (DG malat, gliserol-6f DG, PVA DG) dan laluan pengoksidaan anaerobik (LDG) untuk metabolit biasa PVA dan koenzim NADH 2 . Tanpa oksigen, mitokondria tidak menggunakan PVK dan NADH 2, akibatnya, kepekatan mereka dalam sitoplasma meningkat dan mereka pergi ke pembentukan laktat. Dengan kehadiran oksigen, mitokondria mengepam PVC dan NADH2 dari sitoplasma, mengganggu tindak balas pembentukan laktat. Oleh kerana glikolisis anaerobik menghasilkan sedikit ATP, mungkin terdapat lebihan AMP (ADP + ADP = AMP + ATP), yang, melalui fosfofruktokinase 1, merangsang glikolisis. Semasa katabolisme aerobik glukosa, ATP terbentuk dengan banyak, kemungkinan lebihan ATP melalui fosfofruktokinase 1 dan piruvat kinase, sebaliknya, menghalang glikolisis. Pengumpulan glukosa-6p menghalang hexokinase, yang mengurangkan penggunaan glukosa oleh sel.

METABOLISME Fruktosa DAN Galaktosa

Fruktosa dan galaktosa, bersama-sama dengan glukosa, digunakan untuk mendapatkan tenaga atau mensintesis bahan: glikogen, TG, GAG, laktosa, dll.

Metabolisme fruktosa

Sejumlah besar fruktosa, yang terbentuk semasa pemecahan sukrosa, ditukar menjadi glukosa yang sudah ada dalam sel usus. Sebahagian daripada fruktosa pergi ke hati.

Untuk memahami apa itu glikolisis, anda perlu beralih kepada terminologi Yunani, kerana istilah ini berasal dari perkataan Yunani: glycos - manis dan lisis - membelah. Daripada perkataan Glycos datang nama glukosa. Oleh itu, istilah ini merujuk kepada proses tepu glukosa dengan oksigen, akibatnya satu molekul bahan manis terurai menjadi dua mikropartikel asid piruvik. Glikolisis ialah tindak balas biokimia yang berlaku dalam sel hidup dan bertujuan untuk memecahkan glukosa. Terdapat tiga jenis pecahan glukosa, dan glikolisis aerobik adalah salah satu daripadanya.

Proses ini terdiri daripada beberapa tindak balas kimia perantaraan yang disertai dengan pembebasan tenaga. Ini adalah intipati glikolisis. Tenaga yang dibebaskan dibelanjakan untuk aktiviti penting umum organisma hidup. Formula umum untuk pecahan glukosa kelihatan seperti ini:

Glukosa + 2NAD + + 2ADP + 2Pi → 2 piruvat + 2NADH + 2H + + 2ATP + 2H2O

Pengoksidaan aerobik glukosa, diikuti dengan pembelahan molekul enam karbonnya, dilakukan melalui 10 tindak balas perantaraan. 5 tindak balas pertama digabungkan dengan fasa persediaan penyediaan, dan tindak balas seterusnya bertujuan untuk pembentukan ATP. Semasa tindak balas, isomer stereoskopik gula dan terbitannya terbentuk. Pengumpulan utama tenaga oleh sel berlaku pada fasa kedua yang berkaitan dengan pembentukan ATP.

Peringkat glikolisis oksidatif. Fasa 1

Dalam glikolisis aerobik, 2 fasa dibezakan.

Fasa pertama adalah persediaan. Di dalamnya, glukosa bertindak balas dengan 2 molekul ATP. Fasa ini terdiri daripada 5 langkah berturut-turut tindak balas biokimia.

langkah pertama. Fosforilasi glukosa

Fosforilasi, iaitu, proses pemindahan sisa asid fosforik dalam tindak balas pertama dan seterusnya, dijalankan dengan mengorbankan molekul asid trifosforik adesine.

Dalam langkah pertama, sisa asid fosforik daripada molekul adesine trifosfat dipindahkan ke struktur molekul glukosa. Proses menghasilkan glukosa-6-fosfat. Hexokinase bertindak sebagai pemangkin dalam proses, mempercepatkan proses dengan bantuan ion magnesium, bertindak sebagai kofaktor. Ion magnesium juga terlibat dalam tindak balas glikolisis yang lain.

peringkat ke-2. Pembentukan isomer glukosa-6-fosfat

Pada peringkat ke-2, pengisomeran glukosa-6-fosfat kepada fruktosa-6-fosfat berlaku.

Pengisomeran ialah pembentukan bahan yang mempunyai berat yang sama, komposisi unsur kimia, tetapi mempunyai sifat yang berbeza disebabkan oleh susunan atom yang berbeza dalam molekul. Pengisomeran bahan dijalankan di bawah pengaruh keadaan luaran: tekanan, suhu, pemangkin.

Dalam kes ini, proses itu dijalankan di bawah tindakan pemangkin isomerase fosfoglukosa dengan penyertaan ion Mg +.

langkah ke-3. Fosforilasi fruktosa-6-fosfat

Pada peringkat ini, penambahan kumpulan fosforil berlaku disebabkan oleh ATP. Proses ini dijalankan dengan penyertaan enzim phosphofructokinase-1. Enzim ini bertujuan hanya untuk penyertaan dalam hidrolisis. Hasil daripada tindak balas, fruktosa-1,6-bifosfat dan nukleotida adesina trifosfat diperolehi.

ATP - adesine triphosphate, sumber tenaga yang unik dalam organisma hidup. Ia adalah molekul yang agak kompleks dan besar yang terdiri daripada hidrokarbon, kumpulan hidroksil, nitrogen dan kumpulan asid fosforik dengan satu ikatan bebas, dipasang dalam beberapa struktur kitaran dan linear. Pembebasan tenaga berlaku hasil daripada interaksi sisa asid fosforik dengan air. Hidrolisis ATP disertai dengan pembentukan asid fosforik dan pembebasan 40-60 J tenaga yang dibelanjakan oleh badan untuk aktiviti pentingnya.

Tetapi pertama sekali, fosforilasi glukosa mesti berlaku disebabkan oleh molekul Adesine trifosfat, iaitu pemindahan sisa asid fosforik kepada glukosa.

langkah ke-4. Pecahan fruktosa-1,6-difosfat

Dalam tindak balas keempat, fruktosa-1,6-difosfat terurai kepada dua bahan baharu.

• dihidroksiaseton fosfat,
• Gliseraldehid-3-fosfat.

Dalam proses kimia ini, aldolase bertindak sebagai pemangkin, enzim yang terlibat dalam metabolisme tenaga dan diperlukan untuk mendiagnosis beberapa penyakit.

langkah ke-5. Pembentukan isomer triosa fosfat

Dan akhirnya, proses terakhir ialah pengisomeran triose fosfat.

Glycerald-3-phosphate akan terus mengambil bahagian dalam proses hidrolisis aerobik. Dan komponen kedua, dihydroxyacetone phosphate, dengan penyertaan enzim triose phosphate isomerase, ditukar menjadi glyceraldehyde-3-phosphate. Tetapi transformasi ini boleh diterbalikkan.

Fasa 2. Sintesis adesine trifosfat

Dalam fasa glikolisis ini, tenaga biokimia akan terkumpul dalam bentuk ATP. Adesine triphosphate terbentuk daripada adesine diphosphate melalui fosforilasi. Ia juga menghasilkan NADH.

Singkatan NADH mempunyai penyahkodan yang sangat kompleks dan sukar diingat untuk bukan pakar - Nicotinamide adenine dinucleotide. NADH ialah koenzim, sebatian bukan protein yang terlibat dalam proses kimia sel hidup. Ia wujud dalam dua bentuk:

1. teroksida (NAD + , NADox);
2. dipulihkan (NADH, NADred).

Dalam metabolisme, NAD mengambil bahagian dalam tindak balas redoks dengan mengangkut elektron dari satu proses kimia ke yang lain. Dengan menderma atau menerima elektron, molekul ditukar daripada NAD + kepada NADH, dan sebaliknya. Dalam organisma hidup, NAD dihasilkan daripada triptofan atau aspartat asid amino.

Dua zarah mikro gliseraldehid-3-fosfat mengalami tindak balas semasa piruvat terbentuk, dan 4 molekul ATP. Tetapi keluaran akhir adesine trifosfat akan menjadi 2 molekul, kerana dua dibelanjakan dalam fasa persediaan. Proses diteruskan.

Langkah ke-6 - pengoksidaan gliseraldehid-3-fosfat

Dalam tindak balas ini, pengoksidaan dan fosforilasi gliseraldehid-3-fosfat berlaku. Hasilnya ialah asid 1,3-diphosphoglyceric. Gliseraldehid-3-fosfat dehidrogenase terlibat dalam pecutan tindak balas

Tindak balas berlaku dengan penyertaan tenaga yang diterima dari luar, oleh itu ia dipanggil endergonik. Reaksi sedemikian berjalan selari dengan eksergonik, iaitu, melepaskan, mengeluarkan tenaga. Dalam kes ini, tindak balas sedemikian adalah proses berikut.

langkah ke-7. Pemindahan kumpulan fosfat daripada 1,3-diphosphoglycerate kepada adesine diphosphate

Dalam tindak balas perantaraan ini, kumpulan fosforil dipindahkan oleh kinase fosfogliserat daripada 1,3-diphosphoglycerate kepada adesine diphosphate. Hasilnya ialah 3-fosfogliserat dan ATP.

Enzim phosphoglycerate kinase mendapat namanya daripada keupayaannya untuk memangkinkan tindak balas dalam kedua-dua arah. Enzim ini juga mengangkut sisa fosfat daripada adesine trifosfat kepada 3-fosfogliserat.

Tindak balas ke-6 dan ke-7 sering dianggap sebagai satu proses. 1,3-diphosphoglycerate di dalamnya dianggap sebagai produk perantaraan. Bersama-sama, reaksi ke-6 dan ke-7 kelihatan seperti ini:

Gliseraldehid-3-fosfat + ADP + Pi + NAD + ⇌3 -fosfogliserat + ATP + NADH + H +, ΔG'o \u003d -12.2 kJ / mol.

Dan secara keseluruhan 2 proses ini membebaskan sebahagian daripada tenaga.

langkah ke-8. Pemindahan kumpulan fosforil daripada 3-fosfogliserat.

Mendapatkan 2-fosfogliserat adalah proses boleh balik, berlaku di bawah tindakan pemangkin enzim phosphoglycerate mutase. Kumpulan fosforil dipindahkan daripada atom karbon divalen 3-fosfogliserat kepada atom trivalen 2-fosfogliserat, mengakibatkan pembentukan asid 2-fosfogliserik. Tindak balas berlaku dengan penyertaan ion magnesium bercas positif.

langkah ke-9. Pengasingan air daripada 2-fosfogliserat

Tindak balas ini pada asasnya adalah tindak balas kedua pecahan glukosa (yang pertama ialah tindak balas langkah ke-6). Di dalamnya, enzim phosphopyruvate hydratase merangsang penyingkiran air dari atom C, iaitu proses penyingkiran daripada molekul 2-phosphoglycerate dan pembentukan phosphoenolpyruvate (asid phosphoenolpyruvic).

langkah ke-10 dan terakhir. Pemindahan sisa fosfat dari PEP ke ADP

Reaksi akhir glikolisis melibatkan koenzim - kalium, magnesium dan mangan, enzim piruvat kinase bertindak sebagai pemangkin.

Penukaran bentuk enol asid piruvat kepada bentuk keto adalah proses boleh balik, dan kedua-dua isomer hadir dalam sel. Proses peralihan bahan isometrik dari satu ke yang lain dipanggil tautomerisasi.

Apakah glikolisis anaerobik?

Bersama dengan glikolisis aerobik, iaitu, pecahan glukosa dengan penyertaan O2, terdapat juga pecahan glukosa anaerobik yang dipanggil, di mana oksigen tidak mengambil bahagian. Ia juga terdiri daripada sepuluh tindak balas berturut-turut. Tetapi di manakah peringkat anaerobik glikolisis berlaku, adakah ia dikaitkan dengan proses pemecahan oksigen glukosa, atau adakah ia proses biokimia bebas, mari kita cuba memikirkannya.

Glikolisis anaerobik ialah pemecahan glukosa tanpa kehadiran oksigen untuk membentuk laktat. Tetapi dalam proses pembentukan asid laktik, NADH tidak terkumpul di dalam sel. Proses ini dijalankan dalam tisu dan sel yang berfungsi di bawah keadaan kebuluran oksigen - hipoksia. Tisu ini terutamanya termasuk otot rangka. Dalam sel darah merah, walaupun terdapat oksigen, laktat juga terbentuk semasa glikolisis, kerana tidak ada mitokondria dalam sel darah.

Hidrolisis anaerobik berlaku dalam sitosol (bahagian cecair sitoplasma) sel dan merupakan satu-satunya tindakan yang menghasilkan dan membekalkan ATP, kerana dalam kes ini fosforilasi oksidatif tidak berfungsi. Oksigen diperlukan untuk proses oksidatif, tetapi ia tidak terdapat dalam glikolisis anaerobik.

Kedua-dua asid piruvik dan laktik berfungsi sebagai sumber tenaga untuk otot melakukan tugas tertentu. Asid berlebihan memasuki hati, di mana, di bawah tindakan enzim, mereka sekali lagi ditukar menjadi glikogen dan glukosa. Dan proses itu bermula semula. Kekurangan glukosa diisi semula oleh pemakanan - penggunaan gula, buah-buahan manis, dan gula-gula lain. Oleh itu, anda tidak boleh menolak gula-gula sepenuhnya demi angka itu. Tubuh memerlukan sukrosa, tetapi secara sederhana.

Sebelum mengkaji pernafasan selular secara terperinci, adalah berguna untuk membiasakan diri dengannya secara umum. Rajah menunjukkan laluan aerobik dan respirasi anaerobik. Ambil perhatian bahawa terdapat hanya satu laluan aerobik, manakala terdapat dua laluan anaerobik. Perhatikan juga bahawa peringkat pertama semua laluan ini adalah perkara biasa. Langkah ini ialah glikolisis.

glikolisis

Glikolisis Pengoksidaan glukosa kepada asid piruvat dipanggil. Seperti yang dapat dilihat daripada rajah, satu molekul glukosa (sebatian 6-karbon, 6C) menghasilkan dua molekul asid piruvik (sebatian beta-karbon, 3C). Proses ini tidak berlaku dalam mitokondria, tetapi dalam sitoplasma sel, dan oksigen tidak diperlukan untuknya. Proses ini boleh dibahagikan kepada tiga peringkat:

1. Fosforilasi gula. Hasil daripada tindak balas ini, gula "diaktifkan", iaitu, kereaktifannya meningkat. Apabila diaktifkan, beberapa ATP digunakan, dan memandangkan seluruh titik pernafasan adalah untuk membekalkan ATP, ia mungkin kelihatan tidak produktif untuk membelanjakannya. Walau bagaimanapun, ini harus dilihat sebagai sejenis "pelaburan" yang mana tindak balas yang membawa kepada pembentukan ATP boleh berlaku kemudian.

2. Pembelahan gula 3C terfosforilasi menjadi dua 3C-sakarofosfat. Asal nama "glikolisis" (dari bahasa Yunani lisis - penguraian, pereputan) juga dikaitkan dengan ini.Dua gula fosfat yang terbentuk adalah isomer. Sebelum menjalani transformasi selanjutnya, salah satu daripadanya berpindah ke yang lain, supaya dua 3C-saccharophosphates yang sama diperolehi.

3. Pengoksidaan melalui penyingkiran hidrogen.

Setiap 3C-sakarofosfat ditukar kepada asid piruvik. Dalam kes ini, penyahhidrogenan berlaku dengan pembentukan satu molekul NAD terkurang dan dua molekul ATP. Jumlah hasil (daripada dua molekul 3C-saccharophosphate) ialah: dua molekul NAD terkurang dan empat molekul ATP.

seterusnya langkah pertama glikolisis dalam tindak balas fosforilasi, dua molekul ATP digunakan, dan pada yang ketiga, empat molekul terbentuk. Oleh itu, hasil bersih ATP daripada glikolisis ialah dua molekul. Di samping itu, semasa glikolisis, empat atom hidrogen terputus dan dipindahkan ke NAD. Kita akan pertimbangkan nasib mereka nanti. Reaksi keseluruhan glikolisis boleh ditulis seperti berikut:

Penggunaan dan pengeluaran pelbagai bahan dalam proses glikolisis ditunjukkan dalam jadual.

Apabila digunakan dalam proses respirasi lipid gliserol mudah ditukar kepada 3C-saccharophosphate, yang memasuki laluan glikolisis. Dalam kes ini, satu molekul ATP digunakan dan tiga molekul terbentuk.

takdir muktamad asid piruvat bergantung kepada kehadiran oksigen dalam sel. Jika oksigen tersedia, maka asid piruvik akan masuk ke dalam mitokondria untuk pengoksidaan lengkap kepada CO2 dan air (respirasi aerobik). Jika tiada oksigen, maka ia bertukar menjadi sama ada etanol atau asid laktik (pernafasan anaerobik).

glikolisis- urutan tindak balas enzimatik yang membawa kepada pemecahan glukosa dengan pembentukan PVC, disertai dengan pembentukan ATP (dalam sitosol sel). Terdapat dua jenis glikolisis - aerobik dan anaerobik.

Glikolisis aerobik: PVK terbentuk dan memasuki mitokondria. Di bawah keadaan aerobik, PVA selanjutnya, dalam laluan umum katabolisme, terurai kepada CO 2 dan H 2 O. Glikolisis aerobik adalah sebahagian daripada pecahan aerobik glukosa.

Glikolisis anaerobik: PVC terbentuk, yang kemudiannya ditukar kepada laktat. Pemecahan anaerobik glukosa dan glikolisis anaerobik adalah sinonim. Glikolisis anaerobik berlaku pada minit pertama kerja otot, dalam eritrosit (tiada mitokondria), dengan bekalan oksigen yang tidak mencukupi.

Reaksi glikolisis:

1). Fosforilasi glukosa. Reaksi ini dimangkinkan oleh hexokinase, dalam sel parenkim hati - oleh glukokinase. Pembentukan glukosa-6-fosfat dalam sel adalah perangkap untuk glukosa, kerana membran untuk glukosa terfosforilasi adalah tidak telap. Glukosa-6-fosfat adalah perencat alosterik tindak balas.

2). Tindak balas pengisomeran dengan penyertaan isomerase glukosa-6-fosfat:

3) Tahap menghadkan- tindak balas fosforilasi yang dimangkinkan oleh 6-phosphofructokinase, yang dihalang oleh ATP dan sitrat, diaktifkan oleh - AMP.

4). Reaksi pembelahan Aldol dengan penyertaan aldolase.

5). Pengisomeran dihidroksiaseton fosfat, enzim - triosa fosfat isomerase:

1 molekul glukosa ditukarkan kepada 2 molekul gliseraldehid-3-fosfat (tindak balas 4, 5).

6). Tindak balas pengoksidaan, enzim - gliseraldehid fosfat dehidrogenase:

7). Fosforilasi substrat dengan penyertaan kinase fosfogliserat:

8). Pemindahan intramolekul kumpulan fosfat, enzim - phosphoglyceromutase:

9). Tindak balas dehidrasi dengan penyertaan enolase:

10). Fosforilasi substrat, enzim - kinase piruvat:

11). Di bawah keadaan anaerobik, tindak balas pengurangan piruvat kepada laktat berlaku di bawah tindakan enzim laktat dehidrogenase:

Persamaan keseluruhan untuk glikolisis anaerobik ialah:

Glikolisis anaerobik tidak memerlukan rantai pernafasan.

Pengeluaran ATP semasa glikolisis anaerobik: ATP terbentuk kerana dua tindak balas fosforilasi substrat: dari 1,3-bisphosphoglycerate - tindak balas 7, dan dari phosphoenolpyruvate - tindak balas 10. Memandangkan 1 molekul glukosa dipecahkan kepada 2 triosa dan memberikan 2 molekul gliseraldehid fosfat, 4ATP terbentuk. 2ATP digunakan untuk mengaktifkan glukosa (tindak balas 1 dan 3 glikolisis). Dalam jumlah.