In dit artikel zullen we aërobe glycolyse, zijn processen nader bekijken en de stadia en stappen analyseren. Laten we kennis maken met de anaërobe oxidatie van glucose, meer te weten komen over de evolutionaire modificaties van dit proces en de biologische betekenis ervan bepalen.
Wat is glycolyse
Glycolyse is een van de drie vormen van glucose-oxidatie, waarbij het oxidatieproces zelf gepaard gaat met het vrijkomen van energie, die wordt opgeslagen in NADH en ATP. Tijdens het glycolyseproces worden twee moleculen pyrodruivenzuur verkregen uit een glucosemolecuul.
Glycolyse is een proces dat plaatsvindt onder invloed van verschillende biologische katalysatoren - enzymen. Het belangrijkste oxidatiemiddel is zuurstof - O2, maar de processen van glycolyse kunnen doorgaan in afwezigheid ervan. Dit type glycolyse wordt anaërobe glycolyse genoemd.
Het proces van glycolyse in afwezigheid van zuurstof
Anaërobe glycolyse is een stapsgewijs proces van glucose-oxidatie waarbij glucose niet volledig wordt geoxideerd. Er wordt één molecuul pyrodruivenzuur gevormd. En met energieoogpunt is glycolyse zonder de deelname van zuurstof (anaëroob) minder gunstig. Wanneer echter zuurstof de cel binnenkomt, kan het anaërobe oxidatieproces veranderen in een aëroob proces en in een volledige vorm doorgaan.
Mechanismen van glycolyse
Het proces van glycolyse is de ontleding van glucose met zes koolstofatomen in pyruvaat met drie koolstofatomen in de vorm van twee moleculen. Het proces zelf is verdeeld in 5 voorbereidingsfasen en 5 fasen waarin energie wordt opgeslagen in ATP.
Glycolyseproces van 2 stappen en 10 stappen is als volgt:
- 1 stadium, stadium 1 - fosforylering van glucose. Bij de zesde koolstof in glucose wordt de saccharide zelf geactiveerd via fosforylering.
- Stap 2 - isomerisatie van glucose-6-fosfaat. In dit stadium zet fosfoglucoseimerase glucose katalytisch om in fructose-6-fosfaat.
- Fase 3 - Fructose-6-fosfaat en zijn fosforylering. Deze stap bestaat uit de vorming van fructose-1,6-difosfaat (aldolase) door de werking van fosfofructokinase-1, dat de fosforylgroep begeleidt van adenosinetrifosforzuur tot het fructosemolecuul.
- Stap 4 is het proces van splitsing van aldolase om twee moleculen triosefosfaat te vormen, namelijk eldose en ketose.
- Fase 5 - triosefosfaten en hun isomerisatie. In dit stadium wordt glyceraldehyde-3-fosfaat naar de volgende fasen van glucoseafbraak gestuurd en wordt dihydroxyacetonfosfaat onder invloed van het enzym omgezet in de vorm van glyceraldehyde-3-fosfaat.
- 2 stadium, stadium 6 (1) - Glyceraldehyde-3-fosfaat en zijn oxidatie - het stadium waarin dit molecuul wordt geoxideerd en gefosforyleerd totdifosfoglyceraat-1, 3.
- Fase 7 (2) - gericht op het overbrengen van de fosfaatgroep naar ADP van 1,3-difosfoglyceraat. De eindproducten van deze stap zijn de vorming van 3-fosfoglyceraat en ATP.
- Stap 8 (3) - overgang van 3-fosfoglyceraat naar 2-fosfoglyceraat. Dit proces vindt plaats onder invloed van het enzym fosfoglyceraatmutase. Een voorwaarde voor het stromen van een chemische reactie is de aanwezigheid van magnesium (Mg).
- Stap 9 (4) - 2 fosfoglycerta gedehydrateerd.
- Fase 10 (5) - fosfaten verkregen als resultaat van de vorige fasen worden overgebracht naar ADP en PEP. Energie uit fosfoenulpyrovaat wordt overgebracht naar ADP. De reactie vereist de aanwezigheid van kalium (K) en magnesium (Mg) ionen.
Gewijzigde vormen van glycolyse
Het proces van glycolyse kan gepaard gaan met extra productie van 1, 3 en 2, 3-bifosfoglyceraten. 2,3-fosfoglyceraat kan, onder invloed van biologische katalysatoren, terugkeren naar glycolyse en overgaan in de vorm van 3-fosfoglyceraat. De rol van deze enzymen is divers, bijvoorbeeld 2,3-bifosfoglyceraat, dat in hemoglobine zit, zorgt ervoor dat zuurstof in de weefsels terechtkomt, dissociatie bevordert en de affiniteit van O2 en erytrocyten verlaagt.
Veel bacteriën veranderen de vormen van glycolyse in verschillende stadia, verminderen hun totale aantal of wijzigen ze onder invloed van verschillende enzymen. Een klein deel van de anaëroben heeft andere methoden voor de afbraak van koolhydraten. Veel thermofielen hebben maar 2 glycolyse-enzymen, dit zijn enolase en pyruvaatkinase.
Glycogeen en zetmeel, disachariden enandere soorten monosachariden
Aerobe glycolyse is een proces dat inherent is aan andere soorten koolhydraten, en specifiek is het inherent aan zetmeel, glycogeen, de meeste disacchariden (manose, galactose, fructose, sucrose en andere). De functies van alle soorten koolhydraten zijn over het algemeen gericht op het verkrijgen van energie, maar kunnen verschillen in de specifieke kenmerken van hun doel, gebruik, enz. Glycogeen leent zich bijvoorbeeld voor glycogenese, wat in feite een fosfolytisch mechanisme is dat gericht is op het verkrijgen van energie uit de afbraak van glycogeen. Glycogeen zelf kan in het lichaam worden opgeslagen als een reservebron van energie. Glucose die bijvoorbeeld tijdens een ma altijd wordt verkregen, maar niet door de hersenen wordt opgenomen, hoopt zich op in de lever en zal worden gebruikt wanneer er een tekort aan glucose in het lichaam is om het individu te beschermen tegen ernstige verstoringen van de homeostase.
Betekenis van glycolyse
Glycolyse is een unieke, maar niet de enige vorm van glucose-oxidatie in het lichaam, de cel van zowel prokaryoten als eukaryoten. Glycolyse-enzymen zijn oplosbaar in water. De glycolysereactie in sommige weefsels en cellen kan alleen op deze manier plaatsvinden, bijvoorbeeld in de hersenen en levernefroncellen. Andere manieren om glucose in deze organen te oxideren worden niet gebruikt. De functies van glycolyse zijn echter niet overal hetzelfde. Zo halen vetweefsel en de lever tijdens het verteringsproces de noodzakelijke substraten uit glucose voor de synthese van vetten. Veel planten gebruiken glycolyse als een manier om het grootste deel van hun energie te extraheren.
