Wat bestudeert biochemie? Glycolyse is een ernstig enzymatisch proces van glucoseafbraak dat plaatsvindt in dierlijke en menselijke weefsels zonder het gebruik van zuurstof. Hij is het die door biochemici wordt beschouwd als een manier om melkzuur- en ATP-moleculen te verkrijgen.
Definitie
Wat is aerobe glycolyse? De biochemie beschouwt dit proces als het enige proceseigenschap van levende organismen dat energie levert.
Het is met behulp van een dergelijk proces dat het organisme van dieren en mensen in staat is om bepaalde fysiologische functies gedurende een bepaalde periode uit te voeren in omstandigheden met onvoldoende zuurstof.
Als het proces van glucose-afbraak wordt uitgevoerd met de deelname van zuurstof, vindt aerobe glycolyse plaats.
Wat is de biochemie ervan? Glycolyse wordt beschouwd als de eerste stap in het proces van het oxideren van glucose tot water en koolstofdioxide.
Geschiedenispagina's
De term 'glycolyse' werd eind negentiende eeuw door Lépin gebruikt voor het proces van verlaging van de bloedglucose die uit de bloedsomloop werd verwijderd. Sommige micro-organismen hebben fermentatieprocessen die vergelijkbaar zijn met glycolyse. voor zulketransformatie gebruikt elf enzymen, waarvan de meeste zijn geïsoleerd in een homogene, sterk gezuiverde of kristallijne vorm, hun eigenschappen zijn goed bestudeerd. Dit proces vindt plaats in het hyaloplasma van de cel.
Processpecificaties
Hoe verloopt de glycolyse? Biochemie is een wetenschap waarin dit proces wordt beschouwd als een reactie in meerdere fasen.
De eerste enzymatische reactie van glycolyse, fosforylering, wordt geassocieerd met de overdracht van orthofosfaat naar glucose door ATP-moleculen. Het enzym hexokinase fungeert als katalysator in dit proces.
De productie van glucose-6-fosfaat in dit proces wordt verklaard door het vrijkomen van een aanzienlijke hoeveelheid energie van het systeem, dat wil zeggen dat er een onomkeerbaar chemisch proces plaatsvindt.
Zo'n enzym als hexokinase werkt als een katalysator voor het proces van fosforylering van niet alleen D-glucose zelf, maar ook D-mannose, D-fructose. Naast hexokinase is er nog een ander enzym in de lever - glucokinase, dat het proces van fosforylering van één D-glucose katalyseert.
Tweede etappe
Hoe verklaart de moderne biochemie de tweede fase van dit proces? Glycolyse in dit stadium is de overgang van glucose-6-fosfaat onder invloed van hexosefosfaatisomerase in een nieuwe stof - fructose-6-fosfaat.
Het proces verloopt in twee tegengestelde richtingen, er zijn geen cofactoren nodig.
Derde etappe
Het wordt geassocieerd met de fosforylering van het resulterende fructose-6-fosfaat met behulp van ATP-moleculen. De versneller van dit proces is het enzym fosfofructokinase. Reactiewordt als onomkeerbaar beschouwd, het komt voor in de aanwezigheid van magnesiumkationen, het wordt beschouwd als een langzaam voortschrijdend stadium van deze interactie. Zij is het die de basis vormt voor het bepalen van de snelheid van glycolyse.
Phosphofructokinase is een van de vertegenwoordigers van allosterische enzymen. Het wordt geremd door ATP-moleculen, gestimuleerd door AMP en ADP. In het geval van diabetes, tijdens vasten, evenals in vele andere omstandigheden waarbij vetten in grote hoeveelheden worden geconsumeerd, neemt het citraatgeh alte in weefselcellen meerdere keren toe. Onder dergelijke omstandigheden is er een significante remming van de volwaardige activiteit van fosfofructokinase door citraat.
Als de verhouding van ATP tot ADP significante waarden bereikt, wordt fosfofructokinase geremd, wat helpt om de glycolyse te vertragen.
Hoe kun je de glycolyse verhogen? Biochemie stelt voor om de intensiteitsfactor hiervoor te verlagen. In een niet-functionerende spier is de activiteit van fosfofructokinase bijvoorbeeld laag, maar neemt de concentratie ATP toe.
Wanneer de spier aan het werk is, is er een aanzienlijk gebruik van ATP, wat een verhoging van het niveau van het enzym veroorzaakt, waardoor het glycolyseproces wordt versneld.
Vierde etappe
Het enzym aldolase is de katalysator voor dit deel van de glycolyse. Dankzij hem vindt de omkeerbare splitsing van de stof in twee fosfotriosen plaats. Afhankelijk van de temperatuurwaarde wordt op verschillende niveaus een evenwicht tot stand gebracht.
Hoe verklaart de biochemie wat er gebeurt? Glycolyse met toenemende temperatuur verloopt in de richting van een directe reactie, het productdat is glyceraldehyde-3-fosfaat en dihydroxyacetonfosfaat.
Andere etappes
De vijfde fase is het proces van isomerisatie van triosefosfaten. De katalysator voor het proces is het enzym triosefosfaatisomerase.
De zesde reactie beschrijft in beknopte vorm de productie van 1,3-difosforglycerinezuur in aanwezigheid van NAD-fosfaat als waterstofacceptor. Het is dit anorganische middel dat waterstof uit glyceraldehyde verwijdert. De resulterende binding is fragiel, maar rijk aan energie, en bij splitsing wordt 1,3-difosfoglycerinezuur verkregen.
De zevende stap, gekatalyseerd door fosfoglyceraatkinase, omvat de overdracht van energie van het fosfaatresidu naar ADP om 3-fosfoglycerinezuur en ATP te vormen.
In de achtste reactie vindt een intramoleculaire overdracht van de fosfaatgroep plaats, terwijl de transformatie van 3-fosfoglycerinezuur in 2-fosfoglyceraat wordt waargenomen. Het proces is omkeerbaar, daarom worden magnesiumkationen gebruikt voor de implementatie ervan.
2,3-difosfoglycerinezuur fungeert in dit stadium als een cofactor voor het enzym.
De negende reactie omvat de overgang van 2-fosfoglycerinezuur naar fosfoenolpyruvaat. Het enolase-enzym, dat wordt geactiveerd door magnesiumkationen, werkt als een versneller van dit proces, en fluoride werkt in dit geval als een remmer.
De tiende reactie gaat verder met het verbreken van de binding en de overdracht van de energie van het fosfaatresidu naar ADP van fosfoenolpyrodruivenzuur.
De elfde fase wordt geassocieerd met de reductie van pyrodruivenzuur, het verkrijgen van melkzuur. Deze omzetting vereist de deelname van het enzym lactaatdehydrogenase.
Hoe kun je glycolyse in het algemeen opschrijven? Reacties, waarvan de biochemie hierboven werd besproken, wordt gereduceerd tot glycolytische oxidoreductie, vergezeld van de vorming van ATP-moleculen.
Proceswaarde
We hebben gekeken hoe de biochemie glycolyse (reacties) beschrijft. De biologische betekenis van dit proces is het verkrijgen van fosfaatverbindingen met een grote energiereserve. Als twee ATP-moleculen in de eerste fase worden verbruikt, wordt de fase geassocieerd met de vorming van vier moleculen van deze verbinding.
Wat is de biochemie ervan? Glycolyse en gluconeogenese zijn energiezuinig: 2 ATP-moleculen zijn goed voor 1 glucosemolecuul. De energieverandering tijdens de vorming van twee zuurmoleculen uit glucose is 210 kJ/mol. 126 kJ bladeren in de vorm van warmte, 84 kJ hoopt zich op in de fosfaatbindingen van ATP. De eindbinding heeft een energiewaarde van 42 kJ/mol. Biochemie houdt zich bezig met soortgelijke berekeningen. Aerobe en anaërobe glycolyse hebben een efficiëntie van 0,4.
Interessante feiten
Als resultaat van talrijke experimenten was het mogelijk om de exacte waarden vast te stellen van elke glycolysereactie die optreedt in intacte menselijke erytrocyten. Acht reacties van glycolyse zijn dicht bij thermodynamisch evenwicht, drie processen zijn geassocieerd met een significante afname van de hoeveelheid vrije energie en worden als onomkeerbaar beschouwd.
Wat is gluconeogenese? De biochemie van het proces bestaat uit de afbraak van koolhydraten, die plaatsvindt inverschillende stages. Elke stap wordt gecontroleerd door enzymen. In weefsels die worden gekenmerkt door aëroob metabolisme (weefsels van het hart, nieren), wordt het bijvoorbeeld gereguleerd door de iso-enzymen LDH1 en LDH2. Ze worden geremd door kleine hoeveelheden pyruvaat, waardoor de synthese van melkzuur niet is toegestaan, en de volledige oxidatie van acetyl-CoA in de tricarbonzuurcyclus wordt bereikt.
Wat kenmerkt anaërobe glycolyse nog meer? Biochemie omvat bijvoorbeeld het opnemen van andere koolhydraten in het proces.
Als resultaat van laboratoriumonderzoeken is gebleken dat ongeveer 80% van de fructose die het menselijk lichaam binnenkomt met voedsel, wordt gemetaboliseerd in de lever. Hier vindt het proces van fosforylering tot fructose-6-fosfaat plaats, het enzym hexokinase fungeert als katalysator voor dit proces.
Dit proces wordt geremd door glucose. De resulterende verbinding wordt in verschillende fasen omgezet in glucose, vergezeld van de eliminatie van fosforzuur. Bovendien zijn de daaropvolgende transformaties in andere fosforhoudende organische verbindingen mogelijk.
Onder invloed van ATP en fosfofructokinase wordt fructose-6-fosfaat omgezet in fructose-1,6-difosfaat.
Dan wordt deze stof gemetaboliseerd door de stadia die kenmerkend zijn voor glycolyse. De spieren en lever hebben ketohexokinase, dat het proces van fosforylering van fructose tot zijn fosforhoudende verbinding kan versnellen. Het proces wordt niet geblokkeerd door glucose en het resulterende fructose-1-fosfaat ontleedt onder invloed van ketose-1-fosfaataldolase in glyceraldehyde en dihydroxyacetonfosfaat. D-glyceraldehyde onderonder invloed van triozokinase komt het in fosforylering, uiteindelijk komen ATP-moleculen vrij en wordt dihydroxyacetonfosfaat verkregen.
Aangeboren afwijkingen
Biochemici hebben enkele aangeboren afwijkingen kunnen identificeren die verband houden met het fructosemetabolisme. Dit fenomeen (essentiële fructosurie) wordt geassocieerd met een biologisch tekort aan het geh alte aan het enzym ketohexokinase in het lichaam, daarom worden alle processen van de afbraak van dit koolhydraat geremd door glucose. Het gevolg van deze overtreding is de ophoping van fructose in het bloed. Voor fructose is de nierdrempel laag, dus fructosurie kan worden gedetecteerd bij bloedkoolhydraatconcentraties rond de 0,73 mmol/L.
Deelname aan de biosynthese van galactose
Galactose komt het lichaam binnen met voedsel, dat in het spijsverteringskanaal wordt afgebroken tot glucose en galactose. Eerst wordt dit koolhydraat omgezet in galactose-1-fosfaat, het proces wordt gekatalyseerd door galactokinase. Vervolgens wordt de fosforhoudende verbinding omgezet in glucose-1-fosfaat. In dit stadium worden ook uridinedifosfogalactose en UDP-glucose gevormd. De volgende fasen van het proces verlopen volgens een schema dat vergelijkbaar is met de afbraak van glucose.
Naast deze route van galactosemetabolisme is er ook een tweede schema mogelijk. Eerst wordt ook galactose-1-fosfaat gevormd, maar de daaropvolgende stappen gaan gepaard met de vorming van UTP-moleculen en glucose-1-fosfaat.
Onder de talrijke pathologische aandoeningen die verband houden met het koolhydraatmetabolisme, neemt galactosemie een speciale plaats in. Dit fenomeen wordt geassocieerd met een recessief overgeërfde ziekte, metwaarbij de bloedsuikerspiegel stijgt door galactose en 16,6 mmol/l bereikt. Tegelijkertijd is er praktisch geen verandering in het glucosegeh alte in het bloed. Naast galactose hoopt zich in dergelijke gevallen ook galactose-1-fosfaat op in het bloed. Kinderen met de diagnose galactosemie hebben een mentale achterstand en hebben ook staar.
Naarmate de groei van stoornissen in het koolhydraatmetabolisme afneemt, is de reden de afbraak van galactose langs het tweede pad. Dankzij het feit dat biochemici erin slaagden de essentie van het lopende proces te achterhalen, werd het mogelijk om problemen aan te pakken die verband houden met de onvolledige afbraak van glucose in het lichaam.
