İçerik
- Glikoz Temelleri
- Komple Glikoliz Yolu
- Glikoliz: Yatırım Aşaması
- Glikoliz: Dönüş Aşaması
- Glikoliz Yönetmeliği
- Glikoliz Enzimi Aktivasyonu
- Glikoliz Enzim İnhibisyonu
- Hexokinase Yönetmeliği hakkında daha fazlası
Glikoliz dünyadaki canlılar arasında evrensel bir metabolik süreçtir. Tüm hücrelerin sitoplazmasındaki bu 10 reaksiyon dizisi altı karbonlu şeker molekülünü dönüştürür glikoz iki piruvat molekülüne, iki ATP molekülüne ve iki NADH molekülüne.
Glikoliz hakkında bilgi edinin.
İçinde prokaryotlarEn basit organizmalar olan glikoliz, şehirdeki tek hücresel metabolizma oyunudur. Neredeyse tamamı göreceli olarak az miktarda içeriğe sahip tek bir hücreden oluşan bu organizmalar sınırlı metabolik ihtiyaçlara sahiptir ve rekabet eden faktörlerin yokluğunda üremelerine ve üremelerine izin vermek için glikoliz yeterlidir. ÖkaryotlarÖte yandan, aerobik solunumun ana yemeği resme girmeden önce gerekli bir iştah açıcı madde olarak glikolizin dışa akması.
Glikoliz tartışmaları, genellikle, uygun substrat ve enzim konsantrasyonu gibi, onu tercih eden koşullara odaklanır. Daha az sıkça bahsedilen ancak aynı zamanda önemli olan, tasarımdan kaynaklanabilecek şeylerdir. engellemek Glikoliz oranı. Hücreler enerjiye ihtiyaç duysa da, glikoliz değirmeni boyunca sürekli olarak çok fazla ham madde çalıştırmak her zaman istenen bir hücresel sonuç değildir. Neyse ki hücre için, glikolizde sayısız katılımcı hızını etkileme kapasitesine sahiptir.
Glikoz Temelleri
Glikoz, C formülüne sahip altı karbonlu bir şekerdir6'H12Ö6. (Eğlenceli biyomolekül trivia: Her karbonhidrat - ister şeker ister nişasta ister çözünmez lif - C genel kimyasal formülüne sahiptirN-'H2NÖN-.) Büyüklüğü bakımından daha ağır amino asitlere benzer şekilde, 180 g molar kütleye sahiptir. Plazma zarından hücre içine ve dışına serbestçe yayılabilir.
Glikoz, bir monosakarittir, yani daha küçük şekerlerin birleştirilmesiyle yapılmaz. Fruktoz bir monosakarittir, sakaroz ("sofra şekeri") bir glikoz molekülünden ve bir fruktoz molekülünden toplanmış bir disakarittir.
Özellikle, glikoz çoğu diyagramda altıgen olarak temsil edilen bir halka şeklindedir. Altı halka atomundan beşi glukoz iken altıncı oksijendir. 6 numaralı karbon, bir metilde (- CH) bulunur.3) halkanın dışında bir grup.
Komple Glikoliz Yolu
10 glikoliz reaksiyonunun toplamı için tam formül:
C6'H12Ö6 + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP → 2 CH3(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+
Bu, bir glikoz molekülünün, 2 ATP ve 2 NADH (biyokimyada ortak bir "elektron taşıyıcısı" olan nikotinamid adenin dinükleotidinin indirgenmiş formu) üreten iki glikoz molekülüne dönüştürüldüğü anlamına gelir.
Oksijen gerekmediğine dikkat edin. Piruvat aerobik solunum adımlarında neredeyse her zaman tüketilmeye devam edilmesine rağmen, aynı aerobik ve anaerobik organizmalarda glikoliz meydana gelir.
Glikoliz: Yatırım Aşaması
Glikoliz klasik olarak iki bölüme ayrılmıştır: glikoz molekülünü büyük miktarda potansiyel enerjiye sahip bir şeye dönüştürmek için 2 ATP (adenozin trifosfat, hücrelerin "enerji para birimi" ve "kazanç" gerektiren bir "yatırım aşaması") veya 4 ATP'nin bir üç karbonlu molekülün (gliseraldehit-3-fosfat veya GAP) başka bir piruvat'a dönüştürülmesi yoluyla üretildiği "hasat" aşaması. Bu, glikoz molekülü başına toplam 4 -2 = 2 ATP üretildiği anlamına gelir.
Glikoz bir hücreye girdiğinde, enzimin etkisi altında fosforile edilir (yani kendisine bağlı bir fosfat grubuna sahiptir). heksokinaz. Bu enzim veya protein katalizörü, glikolizdeki düzenleyici enzimlerin en önemlilerinden biridir. Glikolizdeki 10 reaksiyonun her biri bir enzim tarafından katalize edilir ve bu enzim de yalnızca bir reaksiyonu katalize eder.
Bu fosforilasyon aşamasından kaynaklanan glukoz-6-fosfat (G6P) daha sonra ikinci bir fosforilasyon meydana gelmeden önce fruktoz-6-fosfata (F6P) dönüştürülür; fosfofrüktokinazbaşka bir kritik düzenleyici enzim. Bu fruktoz-1,6-bifosfat (FBP) oluşumuna yol açar ve ilk glikoliz aşaması tamamlanır.
Glikoliz: Dönüş Aşaması
Fruktoz-1,6-bisfosfat, bir çift üç-karbon molekülüne, dihidroksiaseton fosfat (DHAP) ve gliseraldehit-3-fosfat (GAP) 'ya ayrılır. DHAP hızla GAP'a dönüştürülür, böylelikle bölünmenin net etkisi, tek altı karbonlu bir molekülten iki özdeş üç karbon molekülünün oluşturulmasıdır.
GAP daha sonra enzim gliseraldehit-3-fosfat dehidrojenaz tarafından 1,3-difosfogliserat'a dönüştürülür. Bu yoğun bir adımdır; NAD+ NADH ve H'ye dönüştürülür+ GAP'tan sıyrılan hidrojen atomları kullanılarak molekül daha sonra fosforile edilir.
1,3-difosfogliseratı piruvat'a dönüştüren geri kalan adımlarda, her iki fosfat ATP oluşturmak için üç-karbon molekülünden sırayla uzaklaştırılır. FBP'nin bölünmesinden sonraki her şey, glikoz molekülü başına iki kez gerçekleştiğinden, bu, 2 NADH, 2 H anlamına gelir.+ ve 4 ATP, geri dönüş aşamasında, 2 NADH, 2 H ağı için üretilir.+ ve 2 ATP.
Glikolizin sonucu hakkında daha fazla bilgi edinin.
Glikoliz Yönetmeliği
Glikolize katılan enzimlerin üçü, işlemin düzenlenmesinde önemli roller oynar. İki, hekzokinaz ve fosföfruktokinaz (veya PFK), daha önce bahsedilmiştir. Üçüncü, piruvat kinaznihai glikoliz reaksiyonunun katalizlenmesinden, fosfoenolpiruvatın (PEP) piruvat haline dönüştürülmesinden sorumludur.
Bu enzimlerin her biri aktivatörleri Hem de inhibitörler. Kimyaya ve geri bildirim inhibisyonu kavramına aşina iseniz, verilen bir enzimi aktivitesini hızlandırmak veya yavaşlatmak için yönlendiren koşulları tahmin edebilirsiniz. Örneğin, bir hücrenin bir bölgesi G6P açısından zenginse, hekzokinazın agresif bir şekilde dolaşıp glikoz moleküllerini aramasını bekler miydiniz? Muhtemelen istemezsiniz, çünkü bu şartlar altında, ek G6P üretmek için acil bir ihtiyaç yoktur. Ve haklıydın.
Glikoliz Enzimi Aktivasyonu
Heksokinaz, G6P tarafından inhibe edilirken, PFK ve piruvat kinaz gibi AMP (adenozin monofosfat) ve ADP (adenozin difosfat) ile aktive edilir. Bunun nedeni, daha yüksek AMP ve ADP seviyelerinin genellikle daha düşük ATP seviyeleri göstermesidir ve ATP düşük olduğunda, glikolizin ortaya çıkması için itici güç yüksektir.
Piruvat kinazı ayrıca anlamlı olan fruktoz-1,6-bisfosfat ile aktive edilir, çünkü çok fazla FBP, glikoliz ara maddesinin yukarı yönde biriktiğini ve işlemin kuyruk ucunda daha hızlı gerçekleşmesi gerektiğini ima eder. Ayrıca, fruktoz-2,6-bisfosfat, PFK'nin bir aktivatörüdür.
Glikoliz Enzim İnhibisyonu
Heksokinaz, belirtildiği gibi, G6P tarafından inhibe edilir. PFK ve piruvat kinazın her ikisi de, AMP ve ADP tarafından aktive edildikleri aynı temel sebepten dolayı ATP'nin varlığı ile inhibe edilir: Hücrenin enerji durumu, glikoliz oranında bir düşüşü destekler.
PFK ayrıca inhibe edilir sitratKrebs döngüsünün bir bileşeni, aerobik solunumda akış yönünde meydana gelir. Piruvat kinazı tarafından inhibe edilir asetil CoApiruvatın glikoliz sona erdikten sonra ve Krebs döngüsü başlamadan önce dönüştürüldüğü molekül (asetil CoA sitrat oluşturmak için döngünün ilk aşamasında oksaloasetat ile birleşir). Son olarak, amino asit alanin ayrıca piruvat kinazı da inhibe eder.
Hexokinase Yönetmeliği hakkında daha fazlası
G6P'nin yanı sıra diğer glikoliz ürünlerinin de hekzokinazı inhibe etmesini bekleyebilirsiniz, çünkü önemli miktarlarda bulunmaları G6P'ye olan ihtiyacın azaldığını gösteriyor gibi görünmektedir. Bununla birlikte, sadece G6P'nin kendisi heksokinazı inhibe eder. Bu neden?
Sebep oldukça basit: G6P, pentoz fosfat şantı dahil olmak üzere glikoliz dışındaki reaksiyon yolları için gereklidir ve glikojen sentezi. Bu nedenle, eğer G6P dışındaki akış aşağı moleküller, hekzokinazı çalışmalarından uzak tutabiliyorlarsa, bu diğer reaksiyon yolları da G6P'nin işleme girememesi nedeniyle yavaşlar ve bu nedenle bir çeşit teminat hasarı oluşturur.