Hvad sker der med pyruvat under anaerobe forhold?

Indhold

• Glykolyse: kilden til Pyruvat
• Pyruvat-behandling i eukaryoter
• Pyruvatoxidation: Broreaktionen
• Aerob respiration efter Pyruvat
• Fermentering: mælkesyre

glykolyse er omdannelsen af ​​molekylet med seks carbonhydrider glucose til to molekyler af den tre-carbonforbindelse pyruvat og en lille smule energi i form af ATP (adenosintrifosfat) og NADH (et "elektronbærer" -molekyle). Det forekommer i alle celler, både prokaryote (dvs. dem, der generelt mangler kapacitet til aerob respiration) og eukaryot (dvs. dem, der har organeller og gør brug af cellulær respiration i sin helhed).

Pyruvat dannet i glykolyse, en proces, der i sig selv ikke kræver ilt, fortsætter i eukaryoter til mitokondrierne for aerob åndedræt, hvis første trin er omdannelsen af ​​pyruvat til acetyl CoA (acetyl-coenzym A).

Men hvis der ikke er ilt, eller cellen mangler måder at udføre aerob respiration (som de fleste af prokaryoter gør), bliver pyruvat noget andet. I anaerob respiration, hvad konverteres de to molekyler af pyruvat til?

Glykolyse: kilden til Pyruvat

Glykolyse er omdannelsen af ​​et molekyle glukose, C₆H₁₂O₆, til to molekyler af pyruvat, C₃H₄O₃, med nogle ATP, hydrogenioner og NADH genereret undervejs ved hjælp af ATP- og NADH-forløbere:

C₆H₁₂O₆ + 2 NAD + 2 ADP + 2 P_jeg → 2 C.₃H₄O₃ + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 ATP

Her P_jeg står for "uorganisk phosphat, "eller en fri phosphatgruppe, der ikke er bundet til et kulstofbærende molekyle. ADP er adenosindiphosphat, som adskiller sig fra ADP af, som du måske har gætt, en enkelt fri fosfatgruppe.

Pyruvat-behandling i eukaryoter

Ligesom det er under anaerobe betingelser, er det endelige produkt af glykolyse under aerobe forhold pyruvat. Hvad der sker med pyruvat under aerobe forhold, og kun under aerobe forhold, er aerob respiration (initieret af broreaktionen forud for Krebs-cyklussen). Under anaerobe forhold er det, der sker med pyruvat, dets omdannelse til laktat for at hjælpe med at holde glycolysefugget langs opstrøms.

Før du ser nøje på skæbnen for pyruvat under anaerobe forhold, er det værd at se på, hvad der sker med dette fascinerende molekyle under de normale forhold, som du selv oplever - lige nu, for eksempel.

Pyruvatoxidation: Broreaktionen

Broreaktionen, også kaldet overgangsreaktion, finder sted i mitokondrier af eukaryoter og involverer dekarboxylering af pyruvat til dannelse af acetat, et to-carbon molekyle. Et molekyle af coenzym A sættes til acetatet for at danne acetylcoenzym A eller acetyl CoA. Dette molekyle går derefter ind i Krebs-cyklussen.

På dette tidspunkt udskilles kuldioxid som et affaldsprodukt. Der kræves ingen energi eller høstes heller ikke i form af ATP eller NADH.

Aerob respiration efter Pyruvat

Aerob respiration afslutter processen med cellulær respiration og inkluderer Krebs-cyklus og elektrontransportkæden, begge i mitokondrierne.

I Krebs-cyklussen er acetyl CoA blandet med et fire-carbon molekyle kaldet oxaloacetat, hvis produkt sekventielt reduceres til oxaloacetat; lidt ATP og masser af elektroniske transportører resulterer.

Elektrontransportkæden bruger energien i elektronerne i ovennævnte transportører til at producere en hel del ATP, med krævet ilt som den endelige elektronacceptor for at forhindre, at hele processen støttes langt opstrøms ved glykolyse.

Fermentering: mælkesyre

Når aerob respiration ikke er en mulighed (som i prokaryoter), eller det aerobe system er opbrugt, fordi elektrontransportkæden er blevet mættet (som ved intensitet eller anaerob træning i menneskelig muskel), kan glycolyse ikke længere fortsætte, fordi der er ikke længere en kilde til NAD_ for at holde det i gang.

Dine celler har en løsning på dette. Pyruvat kan omdannes til mælkesyre eller laktat til at generere nok NAD + til at holde glykolyse gående et stykke tid.

C₃H₄O₃ + NADH → NAD⁺ + C₃H₅O₃

Dette er tilvejebringelsen af ​​den berygtede "mælkesyreforbrænding", du føler under intens muskeltræning, som at løfte vægte eller et komplet sæt ss.