Indhold
glykolyse er den universelle biokemiske proces, der omdanner et næringsstof (seks-kulstofsukkeret glucose) i brugbar energi (ATP eller adenosintriphosphat). Glykolyse finder sted i cytoplasmaet i alle levende celler, som fortsat flyder sammen med en opblussen af specifikke glykolytiske enzymer.
Mens energiudbyttet af glykolyse er molekyle for molekyle, langt mindre end det, der opnås ved aerob respiration - to ATP pr. Glukosemolekyle forbrugt til glykolyse alene mod 36 til 38 for alle reaktionerne på cellulær respiration kombineret - er det ikke desto mindre en af naturer mest allestedsnærværende og pålidelige processer i den forstand, at alle celler bruger det, selvom ikke alle af dem kun kan stole på det for deres energibehov.
Reaktanter og produkter af glykolyse
Glykolyse er en anaerob proces, hvilket betyder, at den ikke kræver ilt. Vær forsigtig med ikke at forveksle "anaerob" med "forekommer kun i anaerobe organismer." Glykolyse forekommer i cytoplasmaet af både prokaryotiske og eukaryote celler.
Det starter, når glukose, der har formlen C6H12O6 og en molekylmasse på 180,166 gram, diffunderer i en celle gennem plasmamembranen ned over dens koncentrationsgradient.
Når dette sker, bliver nummer seks-glukosecarbon, der sidder uden for den primære hexagonale ring af molekylet, straks phosphoryleret (dvs. har en phosphatgruppe knyttet til det). Fosforylering af glukose gør molekylet glukose-6-phosphat (G6P) elektrisk negativt og fælder det derfor inde i cellen.
Efter yderligere ni reaktioner og en investering af energi vises produkterne fra glykolyse: to molekyler af pyruvat (C3H8O6) plus et par hydrogenioner og to molekyler af NADH, en "elektronbærer", der er afgørende i "nedstrøms" -reaktionerne ved aerob respiration, der forekommer i mitokondrierne.
Glykolyse ligning
Nettoligningen for reaktionerne ved glykolyse kan skrives som denne:
C6H12O6 + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+→ 2C3H4O3 + 2 H+ + 2 NADH + 2 ATP
Her repræsenterer Pi frit phosphat, og ADP står for adenosindiphosphat, nukleotidet, der tjener som den direkte forløber for det meste af ATP i kroppen.
Tidlig glykolyse: trin
Efter dannelse af G6P i det første trin i glykolyse i retning af enzymet hexokinase, omorganiseres molekylet uden tab eller forøgelse af atomer til fructose-6-phosphat, et andet sukkerderivat. Derefter fosforyleres molekylet igen, denne gang ved nummer 1-kulstof. Resultatet er fruktose-1,6-bifosfat (FBP), et dobbelt phosphoryleret sukker.
Selvom dette trin kræver et par ATP som en kilde til de phosphoryleringer, der forekommer her, vises disse ikke i den samlede glycolyse-ligning, fordi de annulleres af to af de fire ATP, der er produceret i den anden del af glycolyse. Således betyder nettoproduktionen af to ATP virkelig en indledende "buy-in" af to ATP til at producere fire ATP i alt ved afslutningen af processen.
Senere glykolyse: trin
Den seks-carbon, dobbelt fosforylerede FBP er opdelt i et par tre-carbon, enkeltvist phosphorylerede molekyler, hvoraf den ene hurtigt omorganiseres til den anden. Således starter den anden del af glykolysen med produktionen af et par glyceraldehyd-3-phosphat (GA3P) molekyler.
Det er vigtigt, at alt, hvad der sker fra dette punkt frem, fordobles med hensyn til den samlede reaktion. Når hvert molekyle af GA3P systematisk arrangeres i pyruvat, mens det resulterer i produktionen af to ATP og en NAD, stiger den samlede antallet med det dobbelte. Efter afslutningen af glykolysen står to pyruvat klar til at blive sendt mod mitokondrierne, så længe der er ilt.