Glycolyse: wat is het en wat zijn de 10 fasen?

Glycolyse is een chemisch proces die ademhaling en cellulair metabolisme mogelijk maakt, met name door de afbraak van glucose.

In dit artikel zullen we in meer detail zien wat glycolyse is en waar het voor is, evenals de 10 actiefasen.

• Gerelateerd artikel: "Hoe werken suiker en vet in onze hersenen?"

Wat is glycolyse?

De term "glycolyse" is samengesteld uit het Griekse "glycos" wat "suiker" betekent en "lysis" wat "afbraak" betekent. In die zin is glycolyse het proces waarbij de samenstelling van glucose wordt gewijzigd om voldoende energie te extraheren ten behoeve van cellen. In feite fungeert het niet alleen als een bron van energie, maar ook beïnvloedt celactiviteit op verschillende manieren, zonder noodzakelijkerwijs extra energie op te wekken.

Het produceert bijvoorbeeld een hoge opbrengst van de moleculen die metabolisme en cellulaire ademhaling mogelijk maken, zowel aëroob als anaëroob. In het algemeen is aerobics een type metabolisme dat bestaat uit het extraheren van energie uit organische moleculen uit de oxidatie van koolstof door zuurstof. In de anaërobe geneeskunde is het element dat wordt gebruikt om oxidatie te bereiken niet zuurstof, maar eerder sulfaat of nitraat.

Tegelijkertijd, glucose is een organisch molecuul dat bestaat uit een membraan met 6 ringen die in het bloed wordt aangetroffen en die doorgaans het gevolg is van de omzetting van koolhydraten in suikers. Om cellen binnen te komen, reist glucose door de eiwitten die verantwoordelijk zijn voor het transport van buitenaf van de cel naar het cytosol (intracellulaire vloeistof, dat wil zeggen de vloeistof in het centrum van de cellen).

Door middel van glycolyse wordt glucose omgezet in een zuur dat "pivurinezuur" of "pyruvaat" wordt genoemd en dat een zeer belangrijke rol speelt bij de biochemische activiteit. Dit proces komt voor in het cytoplasma (het deel van de cel dat tussen de kern en het membraan ligt). Maar voordat glucose pyruvaat wordt, moet er een zeer complex chemisch mechanisme optreden dat uit verschillende fasen bestaat.

• Misschien ben je geïnteresseerd: "Belangrijkste celtypen van het menselijk lichaam"

Zijn 10 fasen

Glycolyse is een proces dat is bestudeerd sinds het tweede decennium van de 19e eeuw, toen chemici Louis Pasteur, Eduard Buchner, Arthur Harden en William Young begonnen het mechanisme van de fermentatie. Deze studies maakten het mogelijk om de ontwikkeling en verschillende vormen van reactie in de samenstelling van de moleculen te kennen.

Het is een van de oudste cellulaire mechanismen, en het is ook: de snelste manier om energie te krijgen en koolhydraten te metaboliseren. Hiervoor is het nodig dat er 10 verschillende chemische reacties plaatsvinden, verdeeld over twee grote fasen. De eerste bestaat uit het verbruiken van energie door het glucosemolecuul om te zetten in twee verschillende moleculen; terwijl de tweede fase energie verkrijgt door de twee moleculen die in de vorige fase zijn gegenereerd te transformeren.

Dat gezegd hebbende, zullen we de 10 fasen van glycolyse hieronder zien.

1. Hexokinase

De eerste stap in de glycolyse is om het D-glucosemolecuul om te zetten in een glucose-6-fosfaatmolecuul (een glucosemolecuul gefosforyleerd op koolstof 6). Om deze reactie te genereren, moet een enzym dat bekend staat als Hexokinase deelnemen, en het heeft de functie glucose te activeren activa zodat het in volgende processen kan worden gebruikt.

2. Fosfoglucose-isomerase (glucose-6 P-isomerase)

De tweede reactie van glycolyse is de omzetting van glucose-6-fosfaat in fructose-6-fosfaat. Ervoor een enzym genaamd fosfoglucose-isomerase moet inwerken. Dit is de fase van definitie van de moleculaire samenstelling die de consolidatie van glycolyse in de volgende twee fasen mogelijk zal maken.

3. Fosfofructokinase

In deze fase wordt fructose-6-fosfaat omgezet in fructose 1,6-bisfosfaat, door de werking van fosfofructokinase en magnesium. Het is een onomkeerbare fase, waardoor de glycolyse begint te stabiliseren.

• Gerelateerd artikel: "10 gezonde voedingsmiddelen die rijk zijn aan magnesium"

4. Aldolasse

Nu is fructose 1,6-bisfosfaat verdeeld in twee isomere suikers, dat wil zeggen twee moleculen met dezelfde formule, maar waarvan de atomen anders zijn geordend en dus ook andere eigenschappen hebben. De twee suikers zijn dihydroxyacetonfosfaat (DHAP) en glyceraldehyde 3-fosfaat (GAP), en de deling treedt op door de activiteit van het enzym aldolasedol.

5. Trifosfaat isomerase

Fase nummer 5 bestaat uit het reserveren van het glyceraldehydefosfaat voor de volgende fase van glycolyse. Hiervoor moet een enzym genaamd trifosfaatisomerase werken binnen de twee suikers die in de vorige fase zijn verkregen (dihydroxyacetonfosfaat en glyceraldehyde 3-fosfaat). Dit is waar de eerste van de grote fasen die we aan het begin van deze nummering beschrijven, eindigt, wiens functie het is om energieverbruik te genereren.

6. Glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase

In deze fase begint het verkrijgen van energie (tijdens de vorige 5 was het alleen uitgegeven). We gaan verder met de twee eerder gegenereerde suikers en hun activiteit is als volgt: produceren 1,3-bisfosfoglyceraat, door een anorganisch fosfaat toe te voegen aan glyceraldehyde 3-fosfaat.

Om dit fosfaat toe te voegen, moet het andere molecuul (glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase) worden gedehydrogeneerd. Dit betekent dat de energie van de verbinding begint toe te nemen.

7. Fosfoglyceraatkinase

In deze fase is er nog een overdracht van een fosfaat, om adenosinetrifosfaat en 3-fosfoglyceraat te kunnen vormen. Het is het 1,3-bisfosfoglyceraatmolecuul dat een fosfaatgroep ontvangt van fosfoglyceraatkinase.

8. Fosfoglyceraatmutase

Uit de bovenstaande reactie werd 3-fosfoglyceraat verkregen. Nu is het nodig om 2-fosfoglyceraat te genereren, door de werking van een enzym genaamd fosfoglyceraatmutase. De laatste verplaatst de positie van het fosfaat van de derde koolstof (C3) naar de tweede koolstof (C2), en zo wordt het verwachte molecuul verkregen.

9. Enolase

Een enzym genaamd enolase is verantwoordelijk voor het verwijderen van het watermolecuul 2-fosfoglyceraat. Op deze manier wordt de voorloper van pyrodruivenzuur verkregen en we naderen het einde van het glycolyseproces. Deze voorloper is fosfoenolpyruvaat.

10. Pyruvaatkinase

Ten slotte vindt een overdracht van fosfor plaats van fosfoenolpyruvaat naar adenosinedifosfaat. Deze reactie vindt plaats door de werking van het enzym pyruvaatkinase en zorgt ervoor dat glucose kan worden omgezet in pyrodruivenzuur.

Bibliografische referenties:

• Glycolyse-10 stappen stap voor stap uitgelegd met diagram (2018). MicrobiologieInfo.com. Ontvangen 26 september 2018. Beschikbaar in https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/.