Зміст
- Гліколіз проти клітинної респірації
- Реактанти гліколізу
- Початкові кроки гліколізу: інвестиційна фаза
- Заключні кроки гліколізу: фаза повернення
- Продукти гліколізу
- Куди йдуть продукти гліколізу?
Гліколіз - це перший крок, який використовують усі живі клітини для отримання енергії з молекули поживних речовин (у цьому випадку, глюкоза, шестивуглецевий цукор). У деяких клітинах, зокрема, у прокаріотів, це також останній крок, оскільки ці клітини не оснащені здійснювати клітинне дихання (гліколіз плюс аеробні реакції, що випливають у еукаріотів) у повному обсязі.
Гліколіз відбувається в цитоплазмі клітин і призводить до чистого збільшення двох АТФ (аденозинтрифосфат, нуклеотид, який клітини використовують для своїх енергетичних потреб).
Всього є 10 етапів гліколізу, але вам не потрібно запам'ятовувати всі 10 та пов'язані з ними ферменти, щоб мати чітке розуміння шляху в цілому. Важливіше, ніж дослідний ряд реакцій дослівно, - це усвідомлення реагентів, продуктів та умов, за яких розгортається гліколіз.
Гліколіз проти клітинної респірації
Питання: Які з наведених нижче є продуктів з клітинне дихання?
A. Глюкоза; Б. Піруват; C. Вуглекислий газ; D. Ацетил КоА
Відповідь така С, тільки вуглекислий газ Глюкоза є реагентом клітинного дихання (і першої стадії гліколізу), а інші є проміжними продуктами по шляху отримання загальної кількості 36 до 38 АТФ з глюкози до тих пір, поки присутній кисень. Піруват - це продукт гліколіз; Ацетил КоА виготовляється з пірувату в мітохондріях, де він потім переходить у цикл Кребса.
Реактанти гліколізу
Глюкоза, з формулою С6Н12О6, має в своєму центрі шестиатомне гексагональне кільце, яке включає п'ять вуглецю та атом кисню. На початку гліколізу - це єдиний реагент у суміші. Однак по ходу етапів фосфорилювання необхідні фосфатні групи (тобто додавання фосфатних груп до похідних глюкози.
Крім того, реакції потребують введення двох молекул НАД+, який перетворюється в його гідрогенізовану (відновлену) форму під час гліколізу.
Початкові кроки гліколізу: інвестиційна фаза
Глюкоза фосфорилюється, коли вона потрапляє в клітину шляхом дифузії через плазматичну мембрану. Потім його переставляють на похідне фруктози і потім вдруге фосфорилюють, щоб отримати вихід фруктоза-1,6-біфосфат. Ці дві реакції фосфорилювання потребують введення двох АТФ, які гідролізуються до АДФ (аденозиндифосфату), щоб це могло відбутися.
В кінці цієї фази шестивуглецева молекула розщеплюється на пару молекул три вуглецю. Таким чином, реактиви та продукти на кожному етапі, перерахованому з цього моменту, потрібно подвоїти для забезпечення належного обліку гліколізу в цілому.
Заключні кроки гліколізу: фаза повернення
З другою частиною гліколізу триває дві три вуглецеві молекули гліцеральдегід-3-фосфат перетворюються в піруват (С3Н4О3) у серії кроків. Усі вони включають перестановки, і одна з них включає ще один етап фосфорилювання.
Також у фазі повернення дві молекули НАД+ (нікотинамід-аденінунунуклеотид, носій електронів, необхідний пізніше в реакціях аеробного дихання) перетворюються на два НАДГ і два Н+ (іон водню).
Зрештою, дві фосфатні групи на кожній з двох тривуглецевих молекул використовуються для отримання АТФ, тобто в цій фазі утворюються чотири АТФ. Віднімаючи два АТП, необхідні на інвестиційній фазі, зрозуміло, що всього два АТФ отримують з однієї молекули глюкози під час гліколізу.
Продукти гліколізу
Повна (чиста) реакція гліколізу перерахована по-різному в різних джерелах, але ці відмінності є питанням рішення авторів, чи включати певні проміжні продукти до складу чистої реакції. Одне точне подання - це
С6Н12О6 + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD → 2 C3Н4О6 + 2 АТФ + 2 Н + + 2 НАДГ
Тут Пі - неорганічний фосфат, отриманий в результаті згаданого гідролізу АТФ.
Куди йдуть продукти гліколізу?
Потім піруват надходить у мітохондрії, де перетворюється на ацетил CoA. Ця молекула потрапляє в цикл Кребса аеробного дихання і, зрештою, після реакцій електронного ланцюга транспорту, 36 - 38 АТФ утворюється з молекули глюкози в процесі клітинного дихання, включаючи два АТФ від гліколізу.