Зміст
Гліколіз це універсальний біохімічний процес, який перетворює поживну речовину (шестивуглецевий цукор глюкоза) у використану енергію (АТФ або аденозинтрифосфат). Гліколіз відбувається в цитоплазмі всіх живих клітин, постійно протікаючи шквалом специфічних гліколітичних ферментів.
У той час як енергетичний вихід гліколізу є молекулою для молекули, набагато меншою, ніж отримана від аеробного дихання - два АТФ на одну молекулу глюкози, споживану лише на гліколіз, порівняно з 36 до 38, для всіх реакцій клітинного дихання в поєднанні - це все-таки одна з природи - найбільш всюдисущі і надійні процеси в тому сенсі, що всі клітини використовують її, навіть якщо не всі вони можуть покладатися виключно на це для своїх енергетичних потреб.
Реагенти та продукти гліколізу
Гліколіз - це анаеробний процес, тобто він не потребує кисню. Будьте уважні, щоб не плутати "анаеробне" з "зустрічається лише в анаеробних організмах". Гліколіз відбувається в цитоплазмі як прокаріотичних, так і еукаріотичних клітин.
Він починається при глюкозі, яка має формулу С6Н12О6 і молекулярна маса 180,156 грам, дифундує в клітину через плазматичну мембрану вниз по градієнту її концентрації.
Коли це відбувається, вуглець з глюкозою номер шість, який сидить поза первинним гексагональним кільцем молекули, одразу стає фосфорильованим (тобто, до нього приєднана фосфатна група). Фосфорилювання глюкози робить молекулу глюкозо-6-фосфату (G6P) електрично негативною і таким чином захоплює її всередині клітини.
Після ще дев'яти реакцій та вкладення енергії з’являються продукти гліколізу: дві молекули пірувату (С3Н8О6) плюс пара іонів водню та дві молекули NADH, "носія електронів", що має вирішальне значення в "низхідній" реакції аеробного дихання, що відбуваються в мітохондріях.
Рівняння гліколізу
Чисте рівняння реакцій гліколізу можна записати так:
С6Н12О6 + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+→ 2 С3Н4О3 + 2 Н+ + 2 НАДН + 2 АТФ
Тут Pi являє собою вільний фосфат, а АДФ означає аденозиндифосфат, нуклеотид, який служить прямим попередником більшої частини АТФ в організмі.
Ранній гліколіз: кроки
Після того, як G6P утворюється на першій стадії гліколізу під керівництвом ферменту гексокіназа, молекула переставляється без втрати або посилення атомів до фруктозо-6-фосфату, іншого похідного цукру. Потім молекула знову фосфорилюється, на цей раз у вуглецю №1. Результатом цього є фруктоза-1,6-біфосфат (FBP), двократно фосфорильований цукор.
Хоча для цього кроку необхідна пара АТФ як джерела фосфориляцій, які відбуваються тут, вони не показані в загальному рівнянні гліколізу, оскільки вони скасовуються двома з чотирьох АТФ, що утворюються у другій частині гліколізу. Таким чином, чисте виробництво двох АТФ насправді означає початкову "закупівлю" двох АТФ для отримання чотирьох АТФ в кінці процесу.
Пізніший гліколіз: кроки
Шести вуглецевий, подвійно фосфорильований ФБП розщеплюється на пару три-вуглецевих, фосфорильованих одночасно молекул, одна з яких швидко переставляє себе в іншу. Таким чином, друга частина гліколізу починається з виробництва пари молекул гліцеральдегід-3-фосфату (GA3P).
Важливо, що все, що відбувається з цього моменту, подвоюється стосовно загальної реакції. Таким чином, оскільки кожна молекула GA3P систематично переставляється в піруват, в результаті чого утворюються два АТФ і НАД, загальний підсумок збільшується вдвічі більше. Наприкінці гліколізу два пірувати готові до відправлення до мітохондрій, доки є кисень.