Glükolüüs: mis see on ja mis on selle 10 faasi?
Glükolüüs on keemiline protsess mis võimaldab hingamist ja raku ainevahetust, eriti glükoosi lagundamise kaudu.
Selles artiklis näeme üksikasjalikumalt, mis on glükolüüs ja milleks see on vajalik, samuti selle 10 toimefaasi.
- Seotud artikkel: "Kuidas suhkur ja rasv meie ajus toimivad?"
Mis on glükolüüs?
Mõiste "glükolüüs" koosneb kreeka keeles "glükoos", mis tähendab "suhkur", ja "lüüs", mis tähendab "lagunemist". Selles mõttes on glükolüüs protsess, mille käigus modifitseeritakse glükoosi koostist rakkude kasuks piisava energia eraldamiseks. Tegelikult toimib see mitte ainult energiaallikana, vaid ka mõjutab raku aktiivsust erineval viisil, tingimata täiendavat energiat tootmata.
Näiteks annab see molekulide suure saagise, mis võimaldab ainevahetust ja rakuhingamist nii aeroobset kui ka anaeroobset. Laias laastus on aeroobne ainevahetuse tüüp, mis seisneb orgaaniliste molekulide energia eraldamises süsiniku hapniku oksüdeerimisel. Anaeroobikas pole oksüdatsiooni saavutamiseks kasutatud element hapnik, vaid pigem sulfaat või nitraat.
Samal ajal, glükoos on orgaaniline molekul, mis koosneb 6-ringilisest membraanist leidub veres ja mis on üldjuhul süsivesikute muundumise suhkruteks tulemus. Rakkudesse sisenemiseks liigub glükoos valkude kaudu, mis vastutavad selle väljastpoolt transportimise eest rakust tsütosoolini (rakusisene vedelik, see tähendab vedelik, mis asub keskpunktis) rakud).
Glükolüüsi teel muundatakse glükoos happeks, mida nimetatakse "pivuric" või "püruvaat", millel on biokeemilises aktiivsuses väga oluline roll. See protsess esineb tsütoplasmas (raku osa, mis asub tuuma ja membraani vahel). Kuid selleks, et glükoosist saaks püruvaat, peab toimuma väga keeruline keemiline mehhanism, mis koosneb erinevatest faasidest.
- Võite olla huvitatud: "Inimkeha peamised rakutüübid"
Selle 10 faasi
Glükolüüs on protsess, mida on uuritud alates 19. sajandi teisest kümnendist, kui keemikud Louis Pasteur, Eduard Buchner, Arthur Harden ja William Young hakkasid üksikasjalikult kirjeldama käärimine. Need uuringud võimaldasid teada reaktsioonide arengut ja erinevaid vorme molekulide koostises.
See on üks vanimaid rakumehhanisme ja on samamoodi kiireim viis energia saamiseks ja süsivesikute ainevahetuseks. Selleks on vaja 10 erinevat keemilist reaktsiooni, mis jagunevad kaheks suureks faasiks. Esimene neist koosneb energia kulutamisest, muutes glükoosimolekuli kaheks erinevaks molekuliks; samal ajal kui teises faasis saadakse energiat, muutes eelmises etapis loodud kaks molekuli.
Sellest hoolimata näeme allpool glükolüüsi 10 faasi.
1. Heksokinaas
Glükolüüsi esimene etapp on D-glükoosi molekuli muutmine glükoos-6-fosfaadi molekuliks (süsiniku 6 juures fosforüülitud glükoosimolekul). Selle reaktsiooni tekitamiseks peab osalema heksokinaasina tuntud ensüüm, millel on glükoosi aktiveerimise funktsioon et seda saaks kasutada järgnevates protsessides.
2. Fosfoglükoosi isomeraas (glükoos-6 P isomeraas)
Glükolüüsi teine reaktsioon on glükoos-6-fosfaadi muundamine fruktoos-6-fosfaadiks. Selle eest ensüüm nimega fosfoglükoos-isomeraas peab toimima. See on molekulaarse koostise määratlemise etapp, mis võimaldab konsolideerida glükolüüsi kahes järgnevas etapis.
3. Fosfofruktokinaas
Selles faasis muundatakse fruktoos-6-fosfaat fruktoos-1,6-bisfosfaadiks, fosfofruktokinaasi ja magneesiumi toimel. See on pöördumatu faas, mis põhjustab glükolüüsi stabiliseerumist.
- Seotud artikkel: "10 tervislikku magneesiumirikast toitu"
4. Aldolasse
Nüüd on fruktoos-1,6-bisfosfaat jagatud kaheks isomeerseks suhkruks, st kaheks sama molekuliga valem, kuid mille aatomid on järjestatud erinevalt, millel on seega ka erinevad omadused. Kaks suhkrut on dihüdroksüatsetoonfosfaat (DHAP) ja glütseraldehüüd-3-fosfaat (GAP) ning jagunemine tekib ensüümi aldolaasi aktiivsuse tõttu.
5. Trifosfaat-isomeraas
5. etapp seisneb glütseraldehüüdfosfaadi reserveerimises järgmise glükolüüsi etapi jaoks. Selleks peab ensüüm nimega trifosfaat-isomeraas toimima kahes eelmises etapis saadud suhkrus (dihüdroksüatsetoonfosfaat ja glütseraldehüüd-3-fosfaat). Siinkohal lõpevad esimesed suured etapid, mida kirjeldame selle numeratsiooni alguses, kelle ülesanne on genereerida energiakulusid.
6. Glütseraldehüüd-3-fosfaatdehüdrogenaas
Selles faasis algab energia saamine (eelmise 5 jooksul oli see ainult kulutatud). Jätkame kahe varem loodud suhkruga ja nende aktiivsus on järgmine: 1,3-bisfosfoglütseraati, lisades anorgaanilist fosfaati glütseraldehüüd-3-fosfaadile.
Selle fosfaadi lisamiseks tuleb teine molekul (glütseraldehüüd-3-fosfaatdehüdrogenaas) dehüdrogeenida. See tähendab, et ühendi energia hakkab suurenema.
7. Fosfoglütseraatkinaas
Selles faasis toimub veel üks fosfaadi ülekanne, et oleks võimalik moodustada adenosiinitrifosfaati ja 3-fosfoglütseraati. See on 1,3-bisfosfoglütseraatmolekul, mis saab fosfoglükirühma fosfoglütseraatkinaasist.
8. Fosfoglütseraatmutaas
Ülaltoodud reaktsioonist saadi 3-fosfoglütseraat. Nüüd on vaja luua 2-fosfoglütseraat, ensüümi, mida nimetatakse fosfoglütseraatmutaasiks, toimel. Viimane paigutab fosfaadi positsiooni kolmandast süsinikust (C3) teiseks süsinikuks (C2) ja nii saadakse oodatud molekul.
9. Enolase
Ensüüm nimega enolaas vastutab veemolekuli eemaldamise eest 2-fosfoglütseraadist. Sel viisil saadakse püroviinhappe eelkäija ja oleme glükolüüsiprotsessi lõpusirgel. See eelkäija on fosfoenoolpüruvaat.
10. Püruvaadi kinaas
Lõpuks toimub fosfori ülekandumine fosfoenoolpüruvaadist adenosiindifosfaadiks. See reaktsioon toimub ensüümi püruvaadi kinaasi toimel ja see võimaldab glükoosil lõpetada transformatsiooni püroviinhappeks.
Bibliograafilised viited:
- Glükolüüs-10 sammu selgitasid samme sammude kaupa diagrammiga (2018). MicrobiologyInfo.com. Vaadatud 26. september 2018. Saadaval https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/.