Гліколіз: що це таке і які його 10 фаз?

Гліколіз - це хімічний процес що дозволяє диханню та клітинному метаболізму, зокрема через розщеплення глюкози.

У цій статті ми детальніше побачимо, що таке гліколіз і для чого він призначений, а також його 10 фаз дії.

• Пов’язана стаття: "Як цукор і жир працюють у нашому мозку?"

Що таке гліколіз?

Термін "гліколіз" складається з грецького "глікоз", що означає "цукор" і "лізис", що означає "розпад". У цьому сенсі гліколіз - це процес, за допомогою якого склад глюкози модифікується для виділення достатньої кількості енергії на користь клітин. Насправді він виступає не лише джерелом енергії, а й впливає на активність клітин по-різному, не обов'язково виробляючи додаткову енергію.

Наприклад, це забезпечує високий вихід молекул, які дозволяють метаболізму та клітинному диханню як аеробні, так і анаеробні. Взагалі кажучи, аеробний - це тип метаболізму, який полягає у вилученні енергії з органічних молекул в результаті окислення вуглецю киснем. В анаеробному елементі, що використовується для досягнення окислення, є не кисень, а сульфат або нітрат.

В той самий час, глюкоза - це органічна молекула, що складається з 6-кільцевої мембрани міститься в крові, і що, як правило, є результатом перетворення вуглеводів у цукру. Для того, щоб потрапити в клітини, глюкоза проходить через білки, відповідальні за її транспортування ззовні від клітини до цитозолю (внутрішньоклітинна рідина, тобто рідина, що знаходиться в центрі клітини).

Шляхом гліколізу глюкоза перетворюється на кислоту, яка називається «півурова» або «піруват», що відіграє дуже важливу роль у біохімічній діяльності. Цей процес відбувається в цитоплазмі (частина клітини, що лежить між ядром і мембраною). Але щоб глюкоза перетворилася на піруват, повинен відбуватися дуже складний хімічний механізм, що складається з різних фаз.

• Вас може зацікавити: "Основні типи клітин людського тіла"

Його 10 фаз

Гліколіз - це процес, який вивчався з другого десятиліття 19 століття, коли хіміки Луї Пастер, Едуард Бухнер, Артур Харден та Вільям Янг почали детально описувати механізм бродіння. Ці дослідження дозволили знати розвиток та різні форми реакцій у складі молекул.

Це один з найдавніших клітинних механізмів, і це також саме найшвидший спосіб отримати енергію і метаболізувати вуглеводи. Для цього необхідно, щоб відбулося 10 різних хімічних реакцій, розділених на дві великі фази. Перший складається з витрачання енергії шляхом перетворення молекули глюкози на дві різні молекули; тоді як друга фаза отримує енергію шляхом перетворення двох молекул, що утворюються на попередній стадії.

Тим не менш, ми побачимо 10 фаз гліколізу нижче.

1. Гексокіназа

Першим кроком у гліколізі є перетворення молекули D-глюкози в молекулу глюкоза-6-фосфату (молекула глюкози, фосфорильована при вуглеці 6). Для створення цієї реакції повинен брати участь фермент, відомий як гексокіназа, і він виконує функцію активації глюкози так що його можна використовувати в наступних процесах.

2. Фосфоглюкоза ізомераза (Глюкоза-6 Р ізомераза)

Друга реакція гліколізу - це перетворення глюкозо-6-фосфату у фруктозо-6-фосфат. Для нього фермент, який називається фосфоглюкоза ізомераза, повинен діяти. Це фаза визначення молекулярного складу, яка дозволить закріпити гліколіз на двох наступних стадіях.

3. Фосфофруктокіназа

У цій фазі фруктоза-6-фосфат перетворюється на фруктозу 1,6-бісфосфат, завдяки дії фосфофруктокінази та магнію. Це незворотна фаза, яка призводить до того, що гліколіз починає стабілізуватися.

• Пов’язана стаття: "10 здорових продуктів, багатих магнієм"

4. Aldolasse

Тепер фруктоза 1,6-бісфосфат ділиться на дві ізомерні цукри, тобто дві молекули з однаковим формула, але атоми яких упорядковані по-різному, таким чином, також мають різні властивості. Двома цукрами є дигідроксиацетонфосфат (DHAP) та гліцеральдегід 3-фосфат (GAP), і поділ виникає внаслідок активності ферменту альдолази.

5. Трифосфат-ізомераза

Стадія № 5 складається із резервування гліцеральдегідфосфату для наступної стадії гліколізу. Для цього фермент, який називається трифосфат-ізомераза, повинен діяти в межах двох цукрів, отриманих на попередній стадії (дигідроксиацетонфосфат та гліцеральдегід 3-фосфат). На цьому перший із великих етапів, який ми описуємо на початку цієї нумерації, закінчується, функцією яких є генерування енергетичних витрат.

6. Гліцеральдегід-3-фосфатдегідрогеназа

На цій фазі починається отримання енергії (протягом попередніх 5 вона була лише витрачена). Ми продовжуємо з двома цукрами, утвореними раніше, і їх активність така: утворюють 1,3-бісфосфогліцерат, додаванням неорганічного фосфату до 3-фосфату гліцеральдегіду.

Для того, щоб додати цей фосфат, інша молекула (гліцеральдегід-3-фосфатдегідрогеназа) повинна бути дегідрована. Це означає, що енергія сполуки починає збільшуватися.

7. Фосфогліцерат-кіназа

У цій фазі відбувається ще один перенос фосфату, щоб мати можливість утворювати аденозинтрифосфат і 3-фосфогліцерат. Саме молекула 1,3-бісфосфогліцерату отримує фосфатну групу з фосфогліцераткінази.

8. Мутаза фосфогліцерату

З вищевказаної реакції був отриманий 3-фосфогліцерат. Тепер необхідно утворити 2-фосфогліцерат, завдяки дії ферменту, який називається фосфогліцерат-мутаза. Останній зміщує положення фосфату з третього вуглецю (С3) на другий вуглець (С2), і таким чином отримують очікувану молекулу.

9. Енолаза

Фермент, який називається енолаза, відповідає за видалення молекули води з 2-фосфогліцерату. Таким способом отримують попередник піровиноградної кислоти і ми наближаємося до кінця процесу гліколізу. Цей попередник - фосфоенолпіруват.

10. Піруваткіназа

Зрештою відбувається перехід фосфору з фосфоенолпірувату в аденозиндифосфат. Ця реакція відбувається під дією ферменту піруваткінази і дозволяє глюкозі закінчити перетворення в піровиноградну кислоту.

Бібліографічні посилання:

• Гліколіз-10 кроків, що пояснюються кроками за кроками з діаграмою (2018). MicrobiologyInfo.com. Процитовано 26 вересня 2018. Доступно в https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/.