Glycolysis เกิดขึ้นได้อย่างไร?

เนื้อหา

• สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ของ Glycolysis
• สมการ Glycolysis
• Glycolysis ก่อนกำหนด: ขั้นตอน
• Glycolysis ในภายหลัง: ขั้นตอน

glycolysis เป็นกระบวนการทางชีวเคมีสากลที่เปลี่ยนสารอาหาร (น้ำตาลหกคาร์บอน) กลูโคส) เป็นพลังงานที่ใช้งานได้ (ATP หรือ adenosine triphosphate) ไกลโคไลซิสเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์ที่มีชีวิตทั้งหมดซึ่งไหลไปตามกระแสของเอนไซม์ glycolytic

ในขณะที่อัตราพลังงานของ glycolysis คือโมเลกุลของโมเลกุลน้อยกว่าที่ได้รับจากการหายใจแบบแอโรบิค - สอง ATP ต่อโมเลกุลกลูโคสที่ใช้สำหรับ glycolysis เพียงอย่างเดียวเทียบกับ 36-38 สำหรับปฏิกิริยาของการหายใจของเซลล์ทั้งหมดรวมกัน - มันเป็นหนึ่งใน ธรรมชาติเป็นกระบวนการที่แพร่หลายและเชื่อถือได้มากที่สุดในแง่ที่ว่าเซลล์ทั้งหมดใช้มันแม้ว่ามันจะไม่ทั้งหมดก็ตามที่พวกเขาสามารถพึ่งพาได้เพียงเพราะความต้องการพลังงานของพวกเขา

สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ของ Glycolysis

Glycolysis เป็นกระบวนการที่ไม่ใช้ออกซิเจนหมายความว่าไม่ต้องใช้ออกซิเจน ระวังอย่าสับสน "แอนนาโรบิค" กับ "เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช้ออกซิเจน" Glycolysis เกิดขึ้นในพลาสซึมของเซลล์ทั้งโปรคาริโอตและยูคาริโอต

มันเริ่มต้นเมื่อกลูโคสซึ่งมีสูตร C₆H₁₂O₆ และมวลโมเลกุล 180.156 กรัมแพร่กระจายไปยังเซลล์ผ่านเมมเบรนพลาสมาลดระดับความเข้มข้น

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นคาร์บอนกลูโคสหมายเลขหกซึ่งอยู่นอกวงแหวนหกเหลี่ยมหลักของโมเลกุลจะกลายเป็นฟอสโฟรีลาตทันที (กล่าวคือมีกลุ่มฟอสเฟตติดอยู่) ฟอสโฟรีเลชั่นของกลูโคสทำให้โมเลกุลกลูโคส -6- ฟอสเฟต (G6P) เป็นลบไฟฟ้าและทำให้ดักจับมันภายในเซลล์

หลังจากปฏิกิริยาอีกเก้าปฏิกิริยาและการลงทุนด้านพลังงานผลิตภัณฑ์ของไกลคอลไลซิสจะปรากฏขึ้น: สองโมเลกุลของไพรูเวต (C)₃H₈O₆) บวกกับไฮโดรเจนไอออนคู่หนึ่งและสองโมเลกุลของ NADH ซึ่งเป็น "ผู้ให้บริการอิเล็กตรอน" ที่มีความสำคัญในปฏิกิริยา "ปลายน้ำ" ของการหายใจแบบใช้ออกซิเจนซึ่งเกิดขึ้นในไมโตคอนเดรีย

สมการ Glycolysis

สมการสุทธิสำหรับปฏิกิริยาของ glycolysis อาจเขียนดังนี้:

C₆H₁₂O₆ + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD⁺→ 2 C₃H₄O₃ + 2 ชม⁺ + 2 NADH + 2 ATP

ที่นี่ Pi เป็นตัวแทนของฟอสเฟตอิสระและ ADP ย่อมาจาก adenosine diphosphate ซึ่งเป็นนิวคลีโอไทด์ที่ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นโดยตรงของ ATP ส่วนใหญ่ในร่างกาย

Glycolysis ก่อนกำหนด: ขั้นตอน

หลังจาก G6P เกิดขึ้นในขั้นตอนแรกของ glycolysis ภายใต้การกำกับดูแลของเอนไซม์ hexokinaseโมเลกุลจะถูกจัดเรียงใหม่โดยไม่มีการสูญเสียหรือการได้รับอะตอมของฟรักโทส -6-ฟอสเฟตซึ่งเป็นอนุพันธ์น้ำตาลอื่น จากนั้นโมเลกุลจะถูกฟอสโฟรีลามิเนตอีกครั้งคราวนี้ที่คาร์บอนหมายเลข 1 ผลลัพธ์คือ fructose-1,6-biphosphate (FBP) ซึ่งเป็นน้ำตาลฟอสโฟรีเลชันที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

ในขณะที่ขั้นตอนนี้ต้องการเอทีพีคู่หนึ่งเป็นแหล่งของฟอสโฟรีเลชั่นส์ที่เกิดขึ้นที่นี่สิ่งเหล่านี้จะไม่แสดงในสมการ glycolysis โดยรวมเพราะพวกมันถูกยกเลิกโดย ATP สองในสี่ที่ผลิตในส่วนที่สองของ glycolysis ดังนั้นการผลิตสุทธิของสอง ATP จึงหมายถึง "การซื้อครั้งแรก" ของ ATP สองตัวเพื่อผลิต ATP สี่ตัวในตอนท้ายของกระบวนการ

Glycolysis ในภายหลัง: ขั้นตอน

หก - คาร์บอน FBP phosphorylated ทวีคูณแบ่งออกเป็นคู่ของสาม - คาร์บอน phosphorylated โมเลกุลเดี่ยวโดยที่คนหนึ่งรีบจัดตัวเองอย่างรวดเร็ว ดังนั้นส่วนที่สองของ glycolysis เริ่มด้วยการผลิตโมเลกุล glyceraldehyde-3-phosphate (GA3P) คู่หนึ่ง

ที่สำคัญทุกอย่างที่เกิดขึ้นจากจุดนี้ไปข้างหน้าเป็นสองเท่าด้วยความเคารพต่อปฏิกิริยาโดยรวม ดังนั้นเมื่อแต่ละโมเลกุลของ GA3P ถูกจัดเรียงใหม่เป็น pyruvate อย่างเป็นระบบในขณะที่ส่งผลให้เกิดการผลิตสอง ATP และ NAD ทำให้จำนวนรวมเพิ่มขึ้นสองเท่า ในตอนท้ายของ glycolysis สอง pyruvate พร้อมที่จะถูกส่งไปยังไมโทคอนเดรียตราบเท่าที่มีออกซิเจน