תגובות גליקוליזה אנאירוביות ומסלולים תוססים



ה גליקוליזה אנאירובית או אנאירובית היא דרך קטבולית בשימוש על ידי סוגים רבים של תאים עבור השפלה של גלוקוז בהעדר חמצן. כלומר, גלוקוז אינו מתחמצן לחלוטין פחמן דו חמצני ומים, כמו במקרה של גליקוליזה אירובית, אבל מוצרים תוססים נוצרים.

הוא ידוע בתור הגליקוליזה אנאירובי מתרחש ללא נוכחות החמצן, פונקציות במקרים אחרות כמו acceptor האלקטרון האחרון בשרשרת ההובלה של המיטוכונדריה, שם כמויות גדולות של אנרגיה מיוצרות מהעיבוד של מוצרי glycolytic.

בהתאם לגוף, כתנאי anaerobiosis או העדר החמצן יגרמו לייצור חומצה לקטית (תאי שריר, למשל) או אתנול (שמרים) מ פירובט שנוצר על ידי פירוק גלוקוז.

כתוצאה מכך, את נצילות האנרגיה יורדות באופן דרסטי, שכן רק שתי שומות של ה- ATP מיוצר לכל שומה של גלוקוז מעובד, לעומת 8 שומות השגה במהלך הגליקוליזה אירובית (שלב glycolytic בלבד).

ההבדל במספר מולקולות של ATP הוא כ reoxidation NADH, אשר אינו יוצר ATP נוסף, בניגוד למה שקורה הגליקוליזה אירובית, NADH שעל כל 3 ATP מתקבלים.

אינדקס

  • 1 תגובות
  • 2 מסלולים פרמנטטיביים
    • 2.1 ייצור חומצה לקטית
    • 2.2 ייצור אתנול
  • 3 תסיסה אירובית
  • 4 גליקוליזה וסרטן
  • 5 הפניות

תגובות

גליקוליזה אנאירובית היא קרובה בכלל הגליקוליזה האירובית, משום שהמונח "אנאירובי" מתייחס יותר למה שקורה אחרי מסלול glycolytic, כלומר, היעד של מוצרי חומר ביניים.

לכן, עשרה אנזימים שונים להשתתף בתגובות של גליקוליזה אנאירובית, כלומר:

1-Hexokinase (HK): משתמש במולקולה אחת של ATP עבור כל מולקולה של גלוקוז. הוא מייצר גלוקוז 6-פוספט (G6P) ו ADP. התגובה היא בלתי הפיכה ומחייבת יונים מגנזיום.

 2-phosphoglucose isomerase (PGI): isomerizes G6P כדי fructose 6-פוספט (F6P).

 3-phosphofructokinase (PFK) phosphorylates F6P כדי פרוקטוז 1,6-bisphosphate (F1.6-BP) באמצעות מולקולת ATP לכל F6P, התגובה הזו היא גם בלתי הפיך.

 4-Aldolase: וחותך את F1.6-BP מולקולה ומייצרת glyceraldehyde 3-פוספט (GAP) ו דהידרוקסיאצטון פוספט (DHAP).

 5-Triose פוספט isomerase (TIM): משתתפת interconversion של DHAP ו- GAP.

 6-Glyceraldehyde 3-פוספט dehydrogenase (GAPDH): מעסיקה שתי מולקולות של NAD+ ו 2 מולקולות של פוספט אנאורגני (Pi) כדי phosphorylate GAP, התשואות 1,3-biphosphoglycerate (1,3-BPG) ו 2 NADH.

 7-phosphoglycerate קינאז (PGK): מייצרת שתי מולקולות של ATP על ידי זרחן ברמת המצע של שתי מולקולות של ADP. הוא משתמש בכל מולקולה של 1,3-BPG כתורם קבוצת פוספט. מייצרת 2 מולקולות של 3-phosphoglycerate (3PG).

 8-phosphoglycerate mutase (PGM): לסדר מחדש את המולקולה 3PG כדי ליצור ביניים עם אנרגיה גבוהה יותר, 2PG.

 9-Enolase: מ 2PG מייצרת phosphoenolpyruvate (PEP) על ידי התייבשות של הראשון.

10-Pyrovate קינאז (PYK): phosphoenolpyruvate משמש אנזים זה כדי ליצור pyruvate. התגובה כרוכה בהעברת קבוצת פוספט ב 2-המיקום של phosphoenolpyruvate למולקולה ADP. 2 pyruvates ו 2 ATP מיוצרים עבור כל גלוקוז.

מסלולים תוססים

תסיסה היא המונח המשמש לציון כי גלוקוז או חומרים מזינים אחרים מושפלים בהיעדר חמצן, על מנת להשיג אנרגיה.

בהיעדר חמצן, שרשרת התחבורה האלקטרון אינו מקבל acceptor הסופי, ולכן, זרחון חמצון המניב כמויות גדולות של אנרגיה בצורה של ATP לא מתרחשת. NADH אינו reoxidized דרך המסלול המיטוכונדריאלי אבל דרך מסלולים חלופיים, אשר אינם מייצרים ATP.

ללא מספיק NAD+ מסלול glycolytic מפסיק, שכן העברת פוספט ל- GAP דורש הפחתה במקביל של cofactor זה.

לתאים מסוימים יש מנגנונים חלופיים כדי להתגבר על תקופות של אנאירוביוזה, ובדרך כלל מנגנונים אלה כרוכים בסוג מסוים של תסיסה. תאים אחרים, לעומת זאת, תלויים כמעט אך ורק בתהליכי תסיסה לקיומם.

המוצרים של המסלולים התוססים של אורגניזמים רבים רלוונטיים מבחינה כלכלית לאדם; דוגמאות הן ייצור של אתנול על ידי כמה שמרים ב anaerobiosis ויצירת חומצה לקטית על ידי לקטו חיידקים המשמשים לייצור יוגורט.

ייצור חומצה לקטית

סוגי תאים רבים בהיעדר החמצן לייצר חומצה לקטית המזורזת על ידי התגובה לקטט דהידרוגנאז המורכבת, אשר משתמשת פחמנים של פירובט ו- NADH שנוצרו בתגובה של GAPDH.

ייצור אתנול

Pyruvate מומר acetaldehyde ו CO2 ידי decarboxylase pyruvate. Acetaldehyde משמש לאחר מכן על ידי dehydrogenase אלכוהול, אשר מפחית את זה על ידי הפקת אתנול מחדש של מולקולת NAD+ עבור כל מולקולה pyruvate שנכנס בדרך זו.

תסיסה אירובית

גליקוליזה אנאירובית יש המאפיין העיקרי שלה את העובדה כי המוצרים הסופיים אינם תואמים CO2 ומים, כמו במקרה של גליקוליזה אירובית. במקום זאת, מוצרים טיפוסיים של תגובות תסיסה נוצרים.

מחברים אחדים תיארו תהליך של "תסיסה אירובית" או גלוקוליזה של גלוקוז אירובי עבור אורגניזמים מסוימים, כולל כמה טפילים של טריפנוסומאטידה המשפחתית ותאי סרטן רבים..

בשנת אורגניזמים אלה הוכח כי אפילו בנוכחות החמצן, המוצרים של מסלול הגליקוליזה למוצרי מסלולי תסיסה, כך נהוג לחשוב כי חמצון הגלוקוז "חלקי" מתרחש, שכן כל האנרגיה אינה שחולצה אפשרי של פחמנים שלה.

אמנם "התסיסה האירובית" של גלוקוז אינה מעידה על היעדר מוחלט של פעילות נשימתית, שכן היא אינה תהליך של הכל או לא כלום. עם זאת, הספרות מציינת את הפרשתם של מוצרים כגון פירובט, לקטט, סוצ'ינט, מלט וחומצות אורגניות אחרות.

גליקוליזה וסרטן

תאים סרטניים רבים מראים עלייה ספיגה גלוקוז זרימת glycolytic.

גידולים בחולי סרטן גדלים במהירות, ולכן כלי הדם נמצאים בהיפוקסיה. לפיכך, תוספת האנרגיה של תאים אלה תלויה בעיקר בגליקוליזה אנאירובית.

עם זאת, תופעה זו נעזרה תעתיק היפוקסיה-מושרה גורם (HIF), אשר מגביר את הביטוי של אנזימי glycolytic ו נשא גלוקוז בקרום באמצעות מנגנונים מורכבים.

הפניות

  1. אכרם, מ. (2013). מיני ביקורת על גליקוליזה וסרטן. J. Canc. השכלה., 28, 454-457.
  2. Bustamante, E., & Pedersen, P. (1977). גליקוליזה אירובית גבוהה של תאים hepatoma חולדה בתרבות: תפקיד hexokinase המיטוכונדריאלי. מעבד נטל. אקאד. Sci., 74(9), 3735-3739.
  3. Cazzulo, J. J. (1992). תסיסה אירובית של גלוקוז על ידי טריפנוסומאטידים. יומן FASEB, 6, 3153-3161.
  4. ג 'ונס, W., & Bianchi, ק (2015). גליקוליזה אירובית: מעבר לשגשוג. גבולות באימונולוגיה, 6, 1-5.
  5. Li, X., Gu, J., & Zhou, Q. (2015). סקירה של הגליקוליזה האירובית ואנזימי המפתח שלה - מטרות חדשות לטיפול בסרטן הריאות. סרטן החזה, 6, 17-24.
  6. מאריס, A.J.A. ואן, אבוט, Æ. ד ', בליסימי, י. E., Brink, J. Van Den, Kuyper, Æ. M., Luttik, Æ. M. H., Pronk, J. T. (2006). תסיסה אלכוהולית של מקורות פחמן ב הידרוליזה ביומסה על ידי Saccharomyces cerevisiae: מצב נוכחי. אנטוני ון ליובנהוק, 90, 391-418.
  7. Nelson, D. L., & Cox, M. (2009). Lehninger עקרונות ביוכימיה. מהדורות אומגה (מהדורה חמישית).