Aerobia glykolýza Čo je, reakcie, glykolytické sprostredkovateľov

Ten Aeróbna alebo aeróbna glykolýza Je definovaný ako použitie prebytku glukózy, ktoré sa nespracuje oxidačnou fosforyláciou smerom k tvorbe „fermentatívnych“ produktov, a to aj za podmienok vysokých koncentrácií kyslíka a napriek poklesu energetickej výkonnosti.

Bežne sa podáva v tkanivách s vysokou proliferatívnou rýchlosťou, ktorej konzumácia glukózy a kyslíka je vysoká. Príkladom sú bunky nádoru rakoviny, niektoré parazitické bunky krvi cicavcov a dokonca aj bunky niektorých oblastí mozgov cicavcov.

Energia extrahovaná katabolizmom glukózy sa zachováva vo forme ATP a NADH, ktoré sa používajú po prúde v rôznych metabolických dráhach.

Počas aeróbnej glykolýzy je pyruvát nasmerovaný na cyklus Krebs a reťazec elektrónového dopravníka, ale je tiež spracovaný fermentatívnym pre regeneráciu NAD+ bez ďalšej produkcie ATP, ktorý končí tvorbou laktátu.

Aeróbna alebo anaeróbna glykolýza sa vyskytuje hlavne v cytosóle, s výnimkou organizmov, ako sú trinosomatidy, ktoré majú špecializované glykolytické organely známe ako glykozómy.

Glykolýza je jednou z najznámejších metabolických dráh. V 30. rokoch ju úplne formulovali Gustav Embden a Otto Meyerhof, ktorý študoval cestu v bunkách kostrových svalov. Aeróbna glykolýza je však známa ako Warburgov efekt od roku 1924.

Aeróbne glykolýza reakcií

Aeróbny katabolizmus glukózy sa vyskytuje v desiatich katalyzovaných krokoch. Mnoho autorov sa domnieva, že tieto kroky sú rozdelené do fázy investície do energie, ktorej cieľom je zvýšiť voľný energetický obsah u sprostredkovateľov a ďalší výmenný a ATP energetický zisk v tvare ATP.

Môže vám slúžiť: Histochémia: Nadácia, spracovanie, farbenie

Fáza investícií do energie

1-fosforylácia glukózy na glukózu 6-fosfátu katalyzovaná hexoquinázou (HK). V tejto reakcii sa investuje, pre každú molekulu glukózy, molekulu ATP, ktorá pôsobí ako darca fosfátovej skupiny. Glukóza 6-fosfát (G6P) a ADP a reakcia je nezvratná.

Enzým vyžaduje tvorbu úplného MG-ATP2- pre jeho prevádzku, takže si zaslúži ióny horčíka.

2-ISOMERIZÁCIA G6P na fruktózu 6-fosfát (F6P). Nezahŕňa energetické výdavky a je reverzibilnou reakciou katalyzovanou fosfoglukózovou izomerázou (PGI).

Fosforylácia 3-F6p na fruktózu 1,6-bifosfáty katalyzovaná fosfofratoquinázou-1 (PFK-1) (PFK-1). Molekula ATP sa používa ako darca fosfátovej skupiny a reakčné produkty sú F1,6-bp a ADP. Vďaka svojej hodnote ∆G je táto reakcia ireverzibilná (ako reakcia 1).

4-katalytickopuróza F1,6-bp v dihydroxyacetónovom fosforečnanom (DHAP), ketóze a glyceraldehyd 3-fosfát (GAP), ALDOSA. Za túto reverzibilnú aldolovú kondenzáciu je zodpovedný aldolázový enzým.

5-Triosa-fosfátová izomeráza (TIM) je zodpovedná za vzájomnú konverziu fosforečnanu Triosas: DHAP a medzera, bez ďalšieho energetického príspevku.

Fáza regenerácie energie

1-medzera je oxidovaná glyceraldehydom 3-fosfátdehydrogenázou (GAPDH), ktorá katalyzuje prenos skupiny fosfátov medzery za vzniku 1,3-bifosgglyceleratera. V tejto reakcii sú dve molekuly NAD+ redukované molekulami glukózy a používajú sa dve anorganické molekuly fosfátu.

Každý NADH prechádza cez elektrónový dopravný reťazec a 6 molekúl ATP sa syntetizuje oxidačnou fosforyláciou.

2-fosfoglycerát kináza (PGK) prenáša fosforylovú skupinu z 1,3-bifosfoglycelera na ADP, čím tvorí dve molekuly ATP a dva 3-fosfoglycerát (3pg) (3pg). Tento proces je známy ako fosforylácia na úrovni substrátu.

Môže vám slúžiť: výber stabilizátora: Čo je a príklady

Dve molekuly ATP spotrebované v reakciách HK a PFK odpovedá PGK v tejto priechode trasy.

3-3PG sa konvertuje na 2pg pomocou mutasA fosfoglycele (PGM), ktorý katalyzuje vytesnenie fosforylovej skupiny medzi uhlíkom 3 a 2 glycelera v dvoch krokoch a reverzibilne a reverzibilne. Tento enzým je tiež vyžadovaný aj ión horčíka.

4-A dehydratačná reakcia katalyzovaná enolasa premieňa 2pg na fosfoenolpyruvát (PEP) na reakciu, ktorá nevyžaduje investície do energie, ale vytvára zlúčeninu s väčším energetickým potenciálom prenosu fosfátovej skupiny neskôr.

5-finally, kinázový pyruvát (PYK) katalyz. Dve molekuly ADP sa používajú molekula glukózy a generujú sa 2 molekuly ATP. PYK používa ióny draslíka a horčíka.

Celková energetická výkonnosť glykolýzy je teda 2 molekuly ATP pre každú molekulu glukózy, ktorá vstupuje na cestu. Za aeróbnych podmienok kompletná degradácia glukózy znamená získanie 30 a 32 molekúl ATP.

Cieľ glukolitických sprostredkovateľov

Potom je glykolýza pyruvát podrobená dekarboxylácii, ktorá produkuje CO2 a daruje acetyl skupinu na acetyl koenzým A, ktorý je tiež oxidovaný na CO2 v Krebsovom cykle.

Elektróny uvoľňované počas tejto oxidácie sa transportujú do kyslíka reakciami mitochondriálneho respiračného reťazca, ktorý nakoniec podporuje syntézu ATP v tejto organele.

Môže vám slúžiť: Flora a fauna de salta: Reprezentatívnejšie druhy

Počas aeróbnej glykolýzy je produkovaný nadbytok pyruvátu spracovaný enzýmom laktátovou dehydrogenázou, ktorá tvorí laktát a regeneruje časť NAD+ konzumovaného kroku v glykolýze, ale bez tvorby nových molekúl ATP.

Mechanizmus laktátu dehydrogenázy (zdroj: Jazzlw [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)] Via Wikimedia Commons)

Okrem toho sa môže pyruvát použiť v anabolických procesoch, ktoré vedú k tvorbe aminínovej aminokyseliny, alebo môže tiež pôsobiť ako kostra syntézy mastných kyselín.

Rovnako ako pyruvát, konečný produkt glykolýzy, mnohí z reakčných sprostredkovateľov plnia ďalšie funkcie na katabolických alebo anabolických trasách dôležité pre bunku.

Taký je prípad glukózy 6-fosfátu a trasa penóza fosforečnanu, kde sa získajú sprostredkovatelia ribozóznych prítomných v nukleových kyselinách.

Odkazy

1. Akram, m. (2013). Mini-review o glykolýze a rakovine. J. Rakovina. Pedagóg., 28, 454-457.
2. Esen, e., & Long, f. (2014). Aeróbna glykolýza v osteoblastoch. Curr Osteoporos Rep, 12, 433-438.