Η γλυκόλυση είναι το σύνολο των διαδικασιών που εκτελεί αυτόματα το σώμα. Όπως είναι γνωστό, ο άνθρωπος χρειάζεται πολλή ενέργεια για να μπορεί να εκτελεί όλες τις καθημερινές του δραστηριότητες, γι 'αυτό πρέπει να διατηρεί μια καλή διατροφή με βάση λαχανικά, πρωτεΐνες, φρούτα και πάνω απ' όλα, να έχει την ενσωμάτωση μιας από τις πιο σημαντικές πηγές ενέργειας, για παράδειγμα, γλυκόζη. Η γλυκόζη εισέρχεται στο σώμα μέσω τροφής και σε διαφορετικές χημικές μορφές που αργότερα θα μετατραπούν σε άλλες, αυτό συμβαίνει από διαφορετικές μεταβολικές διεργασίες.
Τι είναι η γλυκόλυση
Πίνακας περιεχομένων
Η γλυκόλυση αντιπροσωπεύει τον τρόπο με τον οποίο το σώμα ξεκινά τη διάσπαση των μορίων γλυκόζης για να αποκτήσει μια ουσία που μπορεί να παρέχει ενέργεια στο σώμα. Αυτή είναι η μεταβολική οδός που είναι υπεύθυνη για την οξείδωση της γλυκόζης, προκειμένου να αποκτήσει ενέργεια για το κύτταρο. Αντιπροσωπεύει τον πιο άμεσο τρόπο για να συλλάβει αυτήν την ενέργεια, επιπλέον, είναι μια από τις οδούς που επιλέγεται γενικά στο μεταβολισμό των υδατανθράκων.
Μεταξύ των λειτουργιών του, είναι η παραγωγή μορίων υψηλής ενέργειας NADH και ATP ως η αιτία της προέλευσης της κυτταρικής ενέργειας σε διαδικασίες ζύμωσης και αερόβιας αναπνοής.
Μια άλλη από τις λειτουργίες που εκτελεί η γλυκόλυση είναι η δημιουργία πυροσταφυλικού (ένα βασικό μόριο εντός του κυτταρικού μεταβολισμού) που περνά στον κύκλο της κυτταρικής αναπνοής ως στοιχείο της αερόβιας αναπνοής. Επιπλέον, παράγει 3 και 6 ενδιάμεσα άνθρακα, τα οποία χρησιμοποιούνται συνήθως σε διαφορετικές κυτταρικές διεργασίες.
Η γλυκόλυση αποτελείται από 2 στάδια, το καθένα αποτελείται από 5 αντιδράσεις. Το στάδιο 1 περιλαμβάνει τις πρώτες πέντε αντιδράσεις και μετά το αρχικό μόριο γλυκόζης μετατρέπεται σε δύο μόρια 3-φωσφογλυκεραλδεϋδης.
Αυτό το στάδιο ονομάζεται γενικά το προπαρασκευαστικό στάδιο, δηλαδή, εδώ είναι όταν η γλυκόζη χωρίζεται σε δύο μόρια των 3 άνθρακα το καθένα. ενσωματώνοντας δύο φωσφορικά οξέα (δύο μόρια φωσφορικής γλυκεραλδεΰδης 3) Είναι επίσης πιθανό ότι η γλυκόλυση συμβαίνει σε φυτά, γενικά αυτές οι πληροφορίες τείνουν να εξηγούνται σε γλυκόλυση pdf.
Ανακάλυψη γλυκόλυσης
Το 1860 πραγματοποιήθηκαν οι πρώτες μελέτες που σχετίζονται με το ένζυμο της γλυκόλυσης, οι οποίες εκπονήθηκαν από τον Louis Pasteur, ο οποίος ανακάλυψε ότι η ζύμωση συμβαίνει χάρη στην επέμβαση διαφόρων μικροοργανισμών, χρόνια αργότερα, το 1897, ο Eduard Buchner ανακάλυψε ένα εκχύλισμα κύτταρο που θα μπορούσε να προκαλέσει ζύμωση.
Το 1905 έγινε μια άλλη συμβολή στη θεωρία, καθώς οι Arthur Harden και William Young διαπίστωσαν ότι τα κυτταρικά κλάσματα μοριακής μάζας είναι απαραίτητα για τη ζύμωση, ωστόσο, αυτές οι μάζες πρέπει να είναι υψηλές και ευαίσθητες στη θερμότητα, δηλαδή πρέπει να είναι ένζυμα.
Ισχυρίστηκαν επίσης ότι απαιτείται ένα κυτταροπλασματικό κλάσμα με χαμηλή μοριακή μάζα και αντοχή στη θερμότητα, δηλαδή συνένζυμα τύπου ATP, ADP και NAD +. Υπήρχαν περισσότερες λεπτομέρειες που επιβεβαιώθηκαν το 1940 με την παρέμβαση του Otto Meyerhof και του Luis Leloir, που ενώθηκαν μαζί του λίγα χρόνια αργότερα. Είχαν κάποιες δυσκολίες στον προσδιορισμό της οδού ζύμωσης, συμπεριλαμβανομένης της μικρής διάρκειας ζωής και των χαμηλών συγκεντρώσεων των ενδιάμεσων σε γλυκολυτικές αντιδράσεις που κατέληξαν πάντα να είναι γρήγορες.
Επιπλέον, το ένζυμο γλυκόλυσης αποδείχθηκε ότι εμφανίζεται στο κυτοσόλιο των ευκαρυωτικών και προκαρυωτικών κυττάρων, αλλά σε φυτικά κύτταρα, οι γλυκολυτικές αντιδράσεις ήταν στον κύκλο καλβίνης, ο οποίος εμφανίζεται στους χλωροπλάστες. Φυλογενετικά αρχαίοι οργανισμοί περιλαμβάνονται στη διατήρηση αυτής της οδού, γι 'αυτούς θεωρείται ότι είναι μια από τις παλαιότερες μεταβολικές οδούς. Μόλις ολοκληρωθεί αυτή η συνοπτική γλυκόλυση, μπορείτε να μιλήσετε εκτενώς για τους κύκλους ή τις φάσεις της.
Κύκλος γλυκόλυσης
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, υπάρχει μια σειρά φάσεων ή κύκλων στη γλυκόλυση που είναι υψίστης σημασίας, αυτές είναι η φάση δαπάνης ενέργειας και η φάση ενεργειακού οφέλους, η οποία μπορεί να εξηγηθεί ως σχήμα γλυκόλυσης ή απλά αναφέροντας κάθε μία από τις αντιδράσεις γλυκόλυσης. Αυτά, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε 4 μέρη ή θεμελιώδη στοιχεία που θα εξηγηθούν λεπτομερώς παρακάτω.
Φάση δαπανών ενέργειας
Είναι μια φάση που είναι υπεύθυνη για το μετασχηματισμό ενός μορίου γλυκόζης σε δύο μόρια γλυκεραλδεΰδης, ωστόσο, για να συμβεί αυτό, χρειάζονται 5 στάδια, αυτά είναι η εξοκινάση, η ισομεράση γλυκόζης-6-Ρ, η φωσφοφρουκτοκινάση, η αλδολάση και το τρίο. φωσφορική ισομεράση, η οποία θα αναλυθεί παρακάτω:
- Εξωκινάση: για να αυξηθεί η ενέργεια της γλυκόζης, η γλυκόλυση πρέπει να προκαλέσει αντίδραση, αυτή είναι η φωσφορυλίωση της γλυκόζης. Τώρα, για να πραγματοποιηθεί αυτή η ενεργοποίηση, απαιτείται αντίδραση που καταλύεται από το ένζυμο εξακινάσης, δηλαδή μεταφορά μιας φωσφορικής ομάδας από την ΑΤΡ, η οποία μπορεί να προστεθεί από μια φωσφορική ομάδα σε μια σειρά μορίων που είναι παρόμοια με τη γλυκόζη, συμπεριλαμβανομένης της μαννόζης και της φρουκτόζης. Μόλις εμφανιστεί αυτή η αντίδραση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε άλλες διαδικασίες, αλλά μόνο όταν είναι απαραίτητο.
- Ισομεράση γλυκόζης-6-Ρ: αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό βήμα, επειδή εδώ καθορίζεται η μοριακή γεωμετρία που θα επηρεάσει τις κρίσιμες φάσεις της γλυκόλυσης, η πρώτη είναι αυτή που προσθέτει την ομάδα φωσφορικών στο προϊόν της αντίδρασης, το δεύτερο είναι όταν θα δημιουργηθούν τα δύο μόρια γλυκεραλδεΰδης, τα οποία, τελικά, θα είναι οι πρόδρομοι του πυροσταφυλικού. Η φωσφορική γλυκόζη 6 ισομερίζεται σε φωσφορική 6 φρουκτόζη σε αυτή την αντίδραση και αυτό γίνεται μέσω του ενζύμου ισομεράσης 6 φωσφορικής γλυκόζης.
- Φωσφοφρουκτοκινάση: σε αυτή τη διαδικασία γλυκόλυσης, η φωσφορυλίωση της φωσφορικής φρουκτόζης 6 πραγματοποιείται σε άνθρακα 1, επιπλέον, η δαπάνη ενός ΑΤΡ πραγματοποιείται μέσω του ενζύμου φωσφοφρουκτοκινάσης 1, γνωστότερο ως PFK1.
Λόγω όλων των παραπάνω, το φωσφορικό έχει χαμηλή ενέργεια υδρόλυσης και μια μη αναστρέψιμη διαδικασία, επιτυγχάνοντας τελικά ένα προϊόν που ονομάζεται 1,6 διφωσφορική φρουκτόζη. Η μη αναστρέψιμη ποιότητα είναι επιτακτική, διότι το καθιστά σημείο ελέγχου της γλυκόλυσης, γι 'αυτό τοποθετείται σε αυτό και όχι στην πρώτη αντίδραση, επειδή υπάρχουν άλλα υποστρώματα εκτός από τη γλυκόζη που καταφέρνουν να εισέλθουν στη γλυκόλυση.
- Αλδολάση: αυτό το ένζυμο καταφέρνει να σπάσει τη διφωσφορική 1,6 φρουκτόζη σε δύο μόρια 3-άνθρακα που ονομάζονται τριόρια, αυτά τα μόρια ονομάζονται φωσφορική διυδροξυακετόνη και 3 φωσφορική γλυκεραλδεϋδη. Αυτό το διάλειμμα γίνεται χάρη σε μια συμπύκνωση aldol η οποία, παρεμπιπτόντως, είναι αναστρέψιμη.
Αυτή η αντίδραση έχει ως κύριο χαρακτηριστικό της μια ελεύθερη ενέργεια μεταξύ 20 και 25 Kj / mol και αυτό δεν συμβαίνει υπό κανονικές συνθήκες, ακόμη λιγότερο αυθόρμητα, αλλά όταν πρόκειται για ενδοκυτταρικές συνθήκες, η ελεύθερη ενέργεια είναι μικρή, αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι υπάρχει χαμηλή συγκέντρωση υποστρωμάτων και ακριβώς αυτό καθιστά την αντίδραση αναστρέψιμη.
- Triose φωσφορική ισομεράση: σε αυτήν τη διαδικασία γλυκόλυσης, υπάρχει μια τυπική και θετική ελεύθερη ενέργεια, αυτό δημιουργεί μια διαδικασία που δεν προτιμάται, αλλά παράγει μια αρνητική ελεύθερη ενέργεια, αυτό καθιστά το σχηματισμό του G3P προς την ευνοημένη κατεύθυνση. Επιπλέον, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το μόνο που μπορεί να ακολουθήσει τα υπόλοιπα στάδια της γλυκόλυσης είναι η φωσφορική γλυκεραλδεΰδη 3, έτσι το άλλο μόριο που δημιουργείται από την αντίδραση φωσφορικής διυδροξυακετόνης μετατρέπεται σε φωσφορική γλυκεραλδεϋδη 3.
Υπάρχουν δύο πλεονεκτήματα στη φωσφορυλίωση της γλυκόζης, το πρώτο βασίζεται στο να κάνει τη γλυκόζη να γίνει αντιδραστικός μεταβολικός παράγοντας, το δεύτερο είναι ότι επιτυγχάνεται ότι η φωσφορική γλυκόζη 6 δεν μπορεί να διασχίσει την κυτταρική μεμβράνη, πολύ διαφορετική από τη γλυκόζη, δεδομένου ότι έχει ένα αρνητικό φορτίο που παρέχεται από την ομάδα φωσφορικών στο μόριο, με αυτόν τον τρόπο, καθιστά πιο περίπλοκη τη διέλευση. Όλα αυτά εμποδίζουν το χαμένο ενεργειακό υπόστρωμα του κυττάρου.
Επιπλέον, η φρουκτόζη έχει αλλοστερικά κέντρα που είναι ευαίσθητα σε συγκεντρώσεις ενδιαμέσων όπως λιπαρά οξέα και κιτρικά. Σε αυτήν την αντίδραση, απελευθερώνεται το ένζυμο φωσφοφρουκτοκινάση 2, το οποίο είναι υπεύθυνο για τη φωσφορυλίωση στον άνθρακα 2 και τη ρύθμιση του.
Σε αυτό το στάδιο, μόνο ΑΤΡ καταναλώνεται στο πρώτο και τρίτο στάδιο, επιπλέον, θα πρέπει να θυμόμαστε στο τέταρτο στάδιο, παράγεται ένα μόριο 3-φωσφορικής γλυκεραλδεΰδης, αλλά σε αυτήν την αντίδραση, δημιουργείται ένα δεύτερο μόριο. Με αυτό πρέπει να γίνει κατανοητό ότι, από εκεί, όλες οι ακόλουθες αντιδράσεις εμφανίζονται δύο φορές, αυτό οφείλεται σε 2 μόρια γλυκεραλδεΰδης που παράγονται από την ίδια φάση.
Φάση ενεργειακού οφέλους
Ενώ η ενέργεια ΑΤΡ καταναλώνεται στην πρώτη φάση, σε αυτήν τη φάση, η γλυκεραλδεΰδη γίνεται ένα μόριο με περισσότερη ενέργεια, οπότε επιτυγχάνεται τελικά ένα τελικό όφελος: 4 μόρια ΑΤΡ. Κάθε μία από τις αντιδράσεις γλυκόλυσης εξηγείται σε αυτήν την ενότητα:
- Γλυκεραλδεϋδη-3-φωσφορική αφυδρογονάση: σε αυτήν την αντίδραση, η γλυκεραλδεϋδη -3-φωσφορική οξειδώνεται χρησιμοποιώντας NAD +, μόνο τότε μπορεί να προστεθεί ένα φωσφορικό ιόν στο μόριο, το οποίο πραγματοποιείται από το ένζυμο γλυκεραλδεϋδη 3-φωσφορική αφυδρογονάση σε 5 στάδια, με αυτόν τον τρόπο, αυξάνει τη συνολική ενέργεια της ένωσης.
- Φωσφογλυκερική κινάση: σε αυτήν την αντίδραση, το ένζυμο φωσφογλυκερική κινάση καταφέρνει να μεταφέρει την φωσφορική ομάδα 1,3 διφωσφογλυκερικού σε ένα μόριο ADP, αυτό δημιουργεί το πρώτο μόριο ΑΤΡ στο μονοπάτι ενεργειακών οφελών. Επειδή η γλυκόζη μεταμορφώνεται σε δύο μόρια γλυκεραλδεΰδης, 2 ΑΤΡ ανακτάται σε αυτή τη φάση.
- Φωσφογλυκερική μεταλάση: αυτό που συμβαίνει σε αυτήν την αντίδραση είναι η αλλαγή στη θέση του φωσφορικού C3 σε C2, και οι δύο είναι πολύ παρόμοιες και αναστρέψιμες ενέργειες με μεταβολές στην ελεύθερη ενέργεια που πλησιάζουν το μηδέν. Εδώ το 3 φωσφογλυκερικό άλας που ελήφθη από την προηγούμενη αντίδραση μετατρέπεται σε 2 φωσφογλυκερικό, ωστόσο, το ένζυμο που καταλύει αυτήν την αντίδραση είναι φωσφογλυκερικό μετατάση.
- Ενολάση: αυτό το ένζυμο δίνει το σχηματισμό ενός διπλού δεσμού σε 2 φωσφογλυκερικό, αυτό προκαλεί την απομάκρυνση ενός μορίου νερού που είχε σχηματιστεί από υδρογόνο από C2 και ΟΗ από C3, με αποτέλεσμα το φωσφονολυπυρουρικό.
- Πυροστατική κινάση: εδώ λαμβάνει χώρα η αποφωσφορυλίωση του φωσφονολυπυρουικού εστέρα, τότε λαμβάνεται το ένζυμο πυροσταφυλικό και ΑΤΡ, μια μη αναστρέψιμη αντίδραση που συμβαίνει από την πυροσταφυλική κινάση (ένα ένζυμο που, παρεμπιπτόντως, εξαρτάται από κάλιο και μαγνήσιο.
Προϊόντα γλυκόλυσης
Επειδή η μεταβολική κατεύθυνση των ενδιαμέσων στις αντιδράσεις εξαρτάται από τις κυτταρικές ανάγκες, κάθε ενδιάμεσος μπορεί να θεωρηθεί ως προϊόν των αντιδράσεων, τότε, κάθε προϊόν θα (σύμφωνα με τις αντιδράσεις που εξηγήθηκαν προηγουμένως) ως εξής:
- 6 φωσφορική γλυκόζη
- Φωσφορική 6 φρουκτόζη
- Διφωσφορική φρουκτόζη 1,6
- Φωσφορική διυδροξυακετόνη
- 3 φωσφορική γλυκεραλδεΰδη
- 1,3 διφωσφογλυκερικό
- 3 φωσφογλυκερικό
- 2 φωσφογλυκερικό
- Φωσφονοπυρουβικό άλας
- Πυροστατικό
Γλυκονογένεση
Είναι μια αναβολική οδός στην οποία η σύνθεση του γλυκογόνου λαμβάνει χώρα μέσω ενός απλού προδρόμου, αυτή είναι η φωσφορική γλυκόζη 6. Η γλυκογένεση εμφανίζεται στο ήπαρ και στους μύες, αλλά εμφανίζεται σε μικρότερο βαθμό στο τελευταίο. Ενεργοποιείται μέσω ινσουλίνης σε απόκριση σε υψηλά επίπεδα γλυκόζης, τα οποία μπορεί να εμφανιστούν μετά την κατανάλωση τροφών που περιέχουν υδατάνθρακες.
Η γλυκονεογένεση δημιουργείται με την ενσωμάτωση επαναλαμβανόμενων μονάδων γλυκόζης, οι οποίες έρχονται με τη μορφή UDP-γλυκόζης σε ένα διαχωριστικό γλυκογόνο που υπήρχε στο παρελθόν και βασίζεται στις πρωτεΐνες γλυκογενίνης, οι οποίες σχηματίζονται από δύο αλυσίδες autoglicosilan και ότι, επιπλέον, μπορούν να συνδέσουν τις αλυσίδες τους με ένα οκταμερές γλυκόζης.
