Гликолиз - это весь набор процессов, которые организм выполняет автоматически. Как известно, человеку требуется много энергии, чтобы иметь возможность выполнять все свои повседневные дела, для этого он должен поддерживать хорошую диету, основанную на овощах, белках, фруктах и, прежде всего, иметь включение одного из важнейших источников энергии., например, глюкоза. Глюкоза поступает в организм с пищей и в разных химических формах, которые позже станут другими, это происходит в результате разных метаболических процессов.
Что такое гликолиз
Содержание
Гликолиз представляет собой способ, которым организм инициирует распад молекул глюкозы для получения вещества, которое может обеспечить организм энергией. Это метаболический путь, ответственный за окисление глюкозы с целью получения энергии для клетки. Он представляет собой самый быстрый способ улавливать эту энергию, кроме того, это один из путей, который обычно выбирается в углеводном обмене.
Среди его функций - генерировать высокоэнергетические молекулы НАДН и АТФ, которые являются причиной происхождения клеточной энергии в процессах ферментации и аэробного дыхания.
Другая функция, которую выполняет гликолиз, - это создание пирувата (основной молекулы в клеточном метаболизме), который переходит в цикл клеточного дыхания как элемент аэробного дыхания. Кроме того, он генерирует 3- и 6- углеродные промежуточные соединения, которые обычно используются в различных клеточных процессах.
Гликолиз состоит из 2 стадий, каждая из которых состоит из 5 реакций. Этап номер 1 включает первые пять реакций, затем исходная молекула глюкозы превращается в две молекулы 3-фосфоглицеральдегида.
Эта стадия обычно называется подготовительной стадией, то есть именно здесь глюкоза разделяется на две молекулы с 3 атомами углерода в каждой; присоединяя к этому две фосфорные кислоты (две молекулы глицеральдегида 3 фосфата). Также возможно, что гликолиз происходит в растениях, как правило, эту информацию обычно объясняют в формате pdf гликолиза.
Открытие гликолиза
В 1860 году были проведены первые исследования, связанные с ферментом гликолиза, которые были подготовлены Луи Пастером, который обнаружил, что ферментация происходит благодаря вмешательству различных микроорганизмов, годы спустя, в 1897 году, Эдуард Бюхнер открыл экстракт ячейка, которая может вызвать брожение.
В 1905 г. был внесен еще один вклад в теорию, поскольку Артур Харден и Уильям Янг определили, что клеточные фракции молекулярной массы необходимы для ферментации, однако эти массы должны быть высокими и термочувствительными, то есть они должны быть ферментами..
Они также заявили, что необходима цитоплазматическая фракция с низкой молекулярной массой и термостойкостью, то есть коферменты типа АТФ, АДФ и НАД +. Были и другие детали, которые были подтверждены в 1940 году благодаря вмешательству Отто Мейерхофа и Луиса Лелуара, которые присоединились к нему несколько лет спустя. У них были некоторые трудности с определением пути брожения, включая короткую продолжительность жизни и низкие концентрации промежуточных продуктов в гликолитических реакциях, которые всегда заканчивались быстрыми.
Кроме того, было показано, что фермент гликолиза происходит в цитозоле эукариотических и прокариотических клеток, но в растительных клетках гликолитические реакции происходили в цикле Кальвина, который происходит в хлоропластах. Филогенетически древние организмы включены в консервацию этого пути, именно для них он считается одним из древнейших метаболических путей. Как только этот общий гликолиз закончится, мы можем подробно поговорить о его циклах или фазах.
Цикл гликолиза
Как упоминалось ранее, существует серия фаз или циклов гликолиза, которые имеют первостепенное значение, это фаза расхода энергии и фаза энергетической выгоды, которую можно объяснить как схему гликолиза или просто перечисляя каждую из реакций гликолиза. Они, в свою очередь, разбиты на 4 части или основные элементы, которые будут подробно объяснены ниже.
Фаза расхода энергии
Это фаза, которая отвечает за преобразование молекулы глюкозы в две молекулы глицеральдегида, однако для этого необходимо 5 шагов, это гексокиназа, глюкозо-6-P изомераза, фосфофруктокиназа, альдолаза и триоза. фосфат-изомераза, о которой будет подробно рассказано ниже:
- Гексокиназа: чтобы увеличить энергию глюкозы, гликолиз должен вызывать реакцию, это фосфорилирование глюкозы. Теперь, чтобы эта активация произошла, необходима реакция, катализируемая ферментом гексокиназой, то есть перенос фосфатной группы из АТФ, которая может быть добавлена от фосфатной группы к ряду молекул, которые похож на глюкозу, включая маннозу и фруктозу. Как только эта реакция произойдет, ее можно будет использовать в других процессах, но только при необходимости.
- Глюкозо-6-P-изомераза: это очень важный этап, потому что именно здесь определяется геометрия молекулы, которая будет влиять на критические фазы в гликолизе, первая из которых добавляет фосфатную группу к продукту реакции. второй - когда будут созданы две молекулы глицеральдегида, которые в конечном итоге станут предшественниками пирувата. Фосфат глюкозы 6 изомеризуется в фосфат фруктозы в этой реакции, и это происходит через фермент глюкозо 6 фосфат изомеразы.
- Фосфофруктокиназа: в этом процессе гликолиза фосфорилирование фруктозо-6-фосфата осуществляется на углероде 1, кроме того, расход АТФ осуществляется через фермент фосфофруктокиназа 1, более известный как PFK1.
Благодаря всему вышесказанному, фосфат имеет низкую энергию гидролиза и необратимый процесс, в результате чего получается продукт, называемый бисфосфатом фруктозы 1,6. Необратимое качество обязательно, потому что оно делает его контрольной точкой для гликолиза, поэтому оно помещается в эту, а не в первую реакцию, потому что есть другие субстраты, кроме глюкозы, которым удается войти в гликолиз.
- Альдолаза: этому ферменту удается расщепить фруктозо-1,6-бисфосфат на две 3-углеродные молекулы, называемые триозами, эти молекулы называются дигидроксиацетонфосфатом и глицеральдегид-3-фосфатом. Этот разрыв происходит благодаря альдольной конденсации, которая, кстати, обратима.
Эта реакция имеет в качестве своей основной характеристики свободная энергия от 20 до 25 кДж / моль, и это не происходит в нормальных условиях, тем более спонтанно, но когда дело доходит до внутриклеточных условий, свободная энергия мала, потому что существует низкая концентрация субстратов, что и делает реакцию обратимой.
- Триозофосфат-изомераза: в этом процессе гликолиза существует стандартная и положительная свободная энергия, это генерирует нежелательный процесс, но генерирует отрицательную свободную энергию, что делает образование G3P предпочтительным направлением. Кроме того, необходимо учитывать, что единственная молекула, которая может следовать оставшимся стадиям гликолиза, - это глицеральдегид-3-фосфат, поэтому другая молекула, генерируемая реакцией дигидроксиацетонфосфата, превращается в глицеральдегид-3-фосфат.
В фосфорилировании глюкозы есть два преимущества: первое основано на превращении глюкозы в реактивный метаболический агент, второе заключается в том, что глюкозо-6-фосфат не может проникать через клеточную мембрану, что сильно отличается от глюкозы., поскольку он имеет отрицательный заряд, обеспечиваемый фосфатной группой молекуле, таким образом, он затрудняет пересечение. Все это предотвращает потерю энергетического субстрата клетки.
Кроме того, фруктоза имеет аллостерические центры, чувствительные к концентрациям промежуточных продуктов, таких как жирные кислоты и цитрат. В этой реакции высвобождается фермент фосфофруктокиназа 2, который отвечает за фосфорилирование углерода 2 и его регулирование.
На этом этапе на первом и третьем этапе расходуется только АТФ, кроме того, следует помнить, что на четвертом этапе образуется молекула глицеральдегид-3-фосфата, но в этой реакции образуется вторая молекула. При этом следует понимать, что оттуда все следующие реакции происходят дважды, это происходит из-за 2 молекул глицеральдегида, генерируемых из одной и той же фазы.
Фаза энергетической выгоды
В то время как энергия АТФ расходуется на первой фазе, на этой фазе глицеральдегид превращается в молекулу с большей энергией, поэтому, наконец, достигается конечная выгода: 4 молекулы АТФ. В этом разделе объясняется каждая из реакций гликолиза:
- Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа: в этой реакции глицеральдегид-3-фосфат окисляется с помощью NAD +, только после этого к молекуле может быть добавлен ион фосфата, что осуществляется ферментом глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой в 5 этапов, таким образом, увеличивает общую энергию соединения.
- Фосфоглицераткиназа: в этой реакции фермент фосфоглицераткиназа переносит фосфатную группу 1,3-бисфосфоглицерата на молекулу АДФ, это генерирует первую молекулу АТФ в пути энергетической выгоды. Поскольку глюкоза превращается в две молекулы глицеральдегида, на этой фазе восстанавливается 2 АТФ.
- Фосфоглицератмутаза: в этой реакции происходит изменение положения фосфата C3 на C2, оба очень схожи и имеют обратимые энергии с вариациями свободной энергии, близкими к нулю. Здесь 3-фосфоглицерат, полученный в предыдущей реакции, превращается в 2-фосфоглицерат, однако ферментом, который катализирует эту реакцию, является фосфоглицератмутаза.
- Энолаза: этот фермент обеспечивает образование двойной связи в 2-фосфоглицерате, это вызывает удаление молекулы воды, образованной водородом из C2 и OH из C3, в результате чего образуется фосфоенолпируват.
- Пируваткиназа: здесь происходит дефосфорилирование фосфоенолпирувата, именно тогда образуются фермент пируват и АТФ, необратимая реакция, происходящая от пируваткиназы (фермента, который, кстати, зависит от калия и магний.
Продукты гликолиза
Поскольку направление метаболизма промежуточных продуктов в реакциях зависит от клеточных потребностей, каждый промежуточный продукт можно рассматривать как продукты реакций, тогда каждый продукт будет (в порядке, в соответствии с ранее объясненными реакциями) следующим образом:
- Глюкоза-6-фосфат
- Фруктоза 6 фосфат
- Бифосфат фруктозы 1,6
- Дигидроксиацетонфосфат
- Глицеральдегид 3 фосфат
- 1,3-бисфосфоглицерат
- 3 фосфоглицерат
- 2 фосфоглицерат
- Фосфоенолпируват
- Пируват
Глюконеогенез
Это анаболический путь, в котором синтез гликогена происходит через простой предшественник, это глюкозо-6-фосфат. Гликогенез происходит в печени и мышцах, но в последних происходит в меньшей степени. Он активируется через инсулин в ответ на высокий уровень глюкозы, который может возникнуть после употребления в пищу продуктов, содержащих углеводы.
Глюконеогенез создается путем включения повторяющихся единиц глюкозы, которые приходят в в виде UDP-глюкозы в разделительный гликоген, которые существовали ранее, и что на основе glycogenin белков, которых образована двумя цепями autoglicosilan и что, кроме того, они могут связывать свои цепи с октамером глюкозы.
