תגובות גליקוליזה אירובית וגורלם של מתווכים glycolytic

ה גליקוליזה אירובית זה מוגדר כמו שימוש גלוקוז עודף שאינו מעובד על ידי זרחון חמצון לקראת היווצרות של מוצרים "תסיסה", גם בתנאים של ריכוז גבוה של חמצן ולמרות ירידה ביעילות האנרגיה.

זה נפוץ למצוא רקמות עם שיעורי proliferative גבוהה, אשר צריכה של גלוקוז וחמצן גבוהה. דוגמאות לכך הן תאים סרטניים סרטניים, כמה תאים טפילים של דם של יונקים ואפילו תאים של כמה אזורים במוח של יונקים.

האנרגיה המופקת על ידי קטבוליזם של גלוקוז נשמרת בצורה של ATP ו NADH, אשר משמשים במורד הזרם במסלולים מטבוליים שונים.

במהלך פירובט הגליקוליזה אירובי הוא מכוון את מעגל קרבס ושרשרת העברת אלקטרונים, אך מעובד גם על ידי מסלול התסיסה להתחדשות של NAD + אין ייצור ATP נוסף, אשר מסתיים עם ההיווצרות של לקטט.

גליקוליזה אירובית או אנאירובית מתרחשת בעיקר בציטוזול, למעט אורגניזמים כגון טריפנוסומאטידים, אשר מחזיקים גרגיוליטים מיוחדים glycosytic המכונה glycosomes.

הגליקוליזה היא אחד מהמסלולים המטבוליים הידועים ביותר. הוא נוסח כולו בשנות השלושים על ידי גוסטב אמדן ואוטו מאירהוף, שחקרו את המסלול בתאי שריר השלד. עם זאת, גליקוליזה אירובית ידועה כמו אפקט Warburg מאז 1924.

אינדקס

• 1 תגובות
  • 1.1 שלב השקעה באנרגיה
  • 1.2 שלב התאוששות אנרגיה
• 2 יעד של מתווכים glycolytic
• 3 הפניות

תגובות

הקטבוליזם האירובי של גלוקוז מתרחש בעשרה שלבים מזרז אנזימטית. מחברים רבים רואים כי צעדים אלה מחולקים לשלב של השקעה באנרגיה, אשר שואפת להגדיל את התוכן של אנרגיה חופשית מתווכים, ועוד של החלפת אנרגיה רווח בצורה של ATP.

שלב השקעה באנרגיה

1-זרחון של גלוקוז לגלוקוז 6-פוספט מזוקק על ידי hexokinase (HK). בתגובה זו, מולקולה אחת של ATP, אשר פועלת כתורם קבוצת פוספט, הוא הפוך עבור כל מולקולה של גלוקוז. זה מניב גלוקוז 6-פוספט (G6P) ו ADP, והתגובה היא בלתי הפיכה.

האנזים בהכרח דורש היווצרות של Mg-ATP2- מלאה לתפקודו, ולכן הוא ראוי יונים מגנזיום.

2-Isomerization של G6P כדי פרוקטוז 6-פוספט (F6P). זה אינו כרוך בהוצאות האנרגיה הוא תגובה הפיך מזרז על ידי isosphase phosphoglucose (PGI).

3-זרחון של F6P ל fructose 1,6-bisphosphate מזוקק על ידי phosphofructokinase-1 (PFK-1). מולקולת ATP משמשת תורם קבוצת פוספט ואת המוצרים של התגובה הם F1.6-BP ו ADP. הודות לערכו של ΔG, תגובה זו היא בלתי הפיכה (בדיוק כמו תגובה 1).

4-קטליטי התמוטטות של F1.6-BP ב phosphate dihydroxyacetone (DHAP), ketose, ו glyceraldehyde 3-פוספט (GAP), aldose. אנזים aldolase הוא אחראי על עיבוי אלדול זה הפיך.

5-Triose פוספט איזומראז (TIM) הוא אחראי על interconversion של פוספט triose: DHAP ו- GAP, ללא קלט אנרגיה נוספת.

שלב התאוששות אנרגיה

1-GAP הוא מתחמצן על ידי דהידרוגנז 3-פוספט glyceraldehyde (GAPDH), אשר מזרז העברת קבוצת פוספט ליצירת bisphosphoglycerate 1,3-GAP. בתגובה זו שתי מולקולות של NAD + מופחתות מולקולת הגלוקוז ושתי מולקולות של פוספט אנאורגני משמשות.

כל NADH הפיק עובר דרך שרשרת התחבורה אלקטרונים 6 מולקולות של ה- ATP מסונתזים על ידי זרחון חמצון.

2-קינאז (PGK) להעביר קבוצה phosphoryl מ 1.3 ל ADP-bisphosphoglycerate, ויצרו שתי מולקולות ATP ושני 3-phosphoglycerate (3PG). תהליך זה ידוע בשם זירחון מצע ברמה.

שתי המולקולות של ה- ATP הנצרכות בתגובות ה- HK וה- PFK מוחלפות על ידי PGK בשלב זה של המסלול.

3-3PG מומר ל 2PG על ידי mutase phosphoglycerate (PGM), אשר מזרז את העקירה של קבוצת phosphoryl בין פחמן 3 ו -2 של גליצריאט בשני שלבים הפיך. יון מגנזיום נדרש גם על ידי אנזים זה.

4-A תגובת התייבשות מזורזת על ידי אנולאז 2PG ממירה phosphoenolpyruvate (PEP) ב תגובה שאינו דורשת השקעת אנרגיה, אבל זה יוצר תרכובת עם פוטנציאל אנרגיה גבוה יותר להעברת קבוצת פוספט אז.

5 - לבסוף, pyruvate קינאז (PYK) מזרז את העברת קבוצת phosphoryl ב PEP למולקולה של ADP, עם הייצור במקביל של pyruvate. שתי מולקולות של ADP משמשים לכל מולקולת גלוקוז ו 2 מולקולות של ATP נוצרות. PYK משתמש יונים אשלגן ומגנזיום.

לכן, התשואה הכוללת של האנרגיה של הגליקוליזה היא 2 מולקולות של ATP עבור כל מולקולה של גלוקוז שנכנס לנתיב. בתנאים אירוביים השפלה מלאה של גלוקוז מרמז על השגת בין 30 ו 32 מולקולות של ATP.

יעד של מתווכים glycolytic

לאחר הגליקוליזה, pyruvate כפופה decarboxylation, הפקת CO2 ו תרומת קבוצת אצטיל כדי acetyl coenzyme A, אשר גם חמצון CO2 במחזור קרבס.

האלקטרונים המשתחררים במהלך חמצון זה מועברים לחמצן באמצעות התגובות של שרשרת הנשימה המיטוכונדריאלית, אשר בסופו של דבר מסיע את הסינתזה של ה- ATP באורגנל זה.

במהלך הגליקוליזה אירובית, פירובט עודף המיוצר מעובד על ידי האנזים לקטט דהידרוגנאז, המהווה חלק של לקטט ו NAD + התחדשות נצרך צעדים הגליקוליזה לעיל, אך ללא היווצרות של מולקולות חדשות של ה- ATP.

בנוסף, pyruvate ניתן להשתמש בתהליכים אנבוליים המוליכים להיווצרות של חומצת אמינו אלנין, למשל, או שהוא יכול גם לשמש שלד לסינתזה של חומצות שומן.

כמו pyruvate, המוצר הסופי של הגליקוליזה, רבים של intermediates התגובה למלא פונקציות אחרות במסלולים קטבוליים או אנבוליים חשוב עבור התא.

זהו המקרה של גלוקוז 6-פוספט ואת מסלול פוספט pentose, שבו intermediates של הריבוזומים הנוכחי חומצות גרעין מתקבלים.

הפניות

1. אכרם, מ. (2013). מיני ביקורת על גליקוליזה וסרטן. J. Canc. השכלה., 28, 454-457.
2. Esen, E., & Long, F. (2014). גליקוליזה אירובית באוסטיובלסטים. Curr Osteoporos נציג, 12, 433-438.
3. Haanstra, ג'יי ר, גונזלס-Marcano, א ב, Gualdrón-לופז, M., & מיכלס, א פ מ (2016). ביוגנזה, תחזוקה ודינמיקה של גליקוזומים בטפילים טריפנוסומטים. ביוכימיקה וביופיסיקה אקטא - מחקר תא מולקולרי, 1863(5), 1038-1048.
4. ג 'ונס, W., & Bianchi, ק (2015). גליקוליזה אירובית: מעבר לשגשוג. גבולות באימונולוגיה, 6, 1-5.
5. Kawai, S., Mukai, T., Mori, S., Mikami, B., & Murata, K. (2005). השערה: מבנים, אבולוציה, ואת אבות של קינאזות גלוקוז במשפחת hexokinase. Journal of Bioscience ו Bioengineering, 99(4), 320-330.
6. Nelson, D. L., & Cox, M. (2009). Lehninger עקרונות ביוכימיה. מהדורות אומגה (מהדורה חמישית).