Anaeróbna glykolýza Čo je, reakcie, fermentatívne cesty

Čo je anaeróbna glykolýza?

Ten Anaeróbna glykolýza o anaeróbne je katabolická cesta, ktorú používa mnoho typov buniek na degradáciu glukózy v neprítomnosti kyslíka. To znamená, že glukóza nie je úplne oxidovaná na oxid uhličitý a vodu, ako je to v prípade aeróbnej glykolýzy, ale vytvárajú sa fermentatívne produkty.

Nazýva sa anaeróbna glykolýza, pretože sa koná bez prítomnosti kyslíka, ktorý v iných prípadoch funguje ako konečný akceptor elektrónov v mitochondriovom dopravnom reťazci, kde sa zo spracovania glykolytických výrobkov vyrába veľké množstvo energie.

V závislosti od organizmu bude stav anaerobiózy alebo neprítomnosť kyslíka viesť k produkcii kyseliny mliečnej (napríklad svalových buniek) alebo etanolu (kvasinky) z pyruvátu generovaného katabolizmom glukózy.

Výsledkom je, že energetická výkonnosť klesá dramaticky, pretože pre každý mol glukózy, ktorá sa spracuje, sa vyrábajú iba dva móly ATP, v porovnaní s 8 mólami, ktoré sa dajú získať počas aeróbnej glykolýzy (iba v glykolytickej fáze).

Rozdiel v počte molekúl ATP súvisí s reoxidáciou NADH, ktorá nevytvára ďalšie ATP, na rozdiel od toho, čo sa deje v aeróbnej glykolýze, ktorá pre každú NADH získala 3 molekuly ATP.

Reakcie

Anaeróbna glykolýza nie je vôbec z aeróbnej glykolýzy, pretože pojem „anaeróbny“ sa skôr vzťahuje na to, čo sa deje po glykolytickej ceste, tj na cieľ reakčných produktov a sprostredkovateľov.

Môže vám slúžiť: Tracheálne dýchanie

Preto sa v reakciách anaeróbnej glykolýzy zúčastňuje desať rôznych enzýmov, konkrétne:

1-hexoquináza (HK): Pre každú molekulu glukózy použite molekulu ATP. Produkuje glukózu 6-fosfát (G6P) a ADP. Reakcia je nezvratná a zaslúži si horčík ióny.

 2-fosfoglukoso izomerasa (PGI): izomeriza G6P fruktóza 6-fosfát (F6P).

 3-fosfrucerachináza (PFK): Fosforyila f6p fruktóza 1,6-bifosfát (F1,6-bp) s použitím molekuly ATP pre každú F6P, táto reakcia je tiež ireverzibilná.

 4-aldoláza: Pripojte molekulu F1.6-bp a produkuje glyceraldehyd 3-fosfát (medzeru) a dihydroxyacetón fosfát (DHAP).

 5-fosfátová izomeráza (TIM): Zúčastňuje sa na interkonverzii DHAP a medzery.

 6-glyceraldehyd 3-fosfát dehydrogenáza (GAPDH): Používajte dve molekuly NAD⁺ a 2 anorganické molekuly fosfátov (PI) na fosforyláciu medzery, poskytuje 1,3-bifosfoglycerát (1,3 bpg) a 2 NADH.

 7-FOSFOGLICERATATÁ QUINASA (PGK): produkuje dve molekuly ATP v dôsledku fosforylácie na úrovni substrátu dvoch molekúl ADP. Dôraz s darcom fosfátových skupín každú molekulu 1,3 bpg. Produkuje 2 3-fosfoglycerát (3pg) molekuly.

 8-fosfoglicerato mutasa (PGM): Reorganizujte molekulu 3pg, aby spôsobila sprostredkovateľ s vyššou energiou, 2pg.

 199.

10-pyruvátkináza (PYK): Fosfoenolpyruvát sa používa týmto enzýmom na vytvorenie pyruvátu. Reakcia znamená prenos fosfátovej skupiny v polohe 2 fosfoenolpiruvát na molekulu ADP. Pre každú glukózu sa vyrábajú 2 pyruváty a 2 ATP.

Fermentatívne trasy

Fermentácia je termín používaný na označenie toho, že glukóza alebo iné živiny sa degradujú v neprítomnosti kyslíka, aby sa získala energia.

V neprítomnosti kyslíka nemá elektrónový dopravný reťazec konečného akceptora, a preto sa nevyskytuje oxidačná fosforylácia, ktorá platí veľké množstvo energie vo forme ATP. NADH nie je reoxyd mitochondriálnou cestou, ale alternatívnymi trasami, ktoré nevyrábajú ATP.

Môže vám slúžiť: pyruvát kináza: štruktúra, funkcia, regulácia, inhibícia

Bez dostatočného NAD⁺ Glykolytická cesta.

Niektoré bunky majú alternatívne mechanizmy na zvládnutie období anaerobiózy a tieto mechanizmy vo všeobecnosti naznačujú určitý typ fermentácie. Ostatné bunky naopak závisia takmer výlučne od fermentatívnych procesov pre obživy.

Výrobky fermentatívnych ciest mnohých organizmov sú pre človeka ekonomicky relevantné; Príkladmi je produkcia etanolu niektorými kvasinkami pri anaerobióze a tvorba kyseliny mliečnej pomocou laktingových bactérií používaných na výrobu jogurtu.

Produkcia kyseliny mliečnej

Mnoho typov buniek v neprítomnosti kyslíka produkuje kyselinu mliečnu vďaka reakcii katalyzovanej komplexom laktátu dehydrogenázy, ktorý používa pyruvátové uhlíky a NADH produkované v reakcii GAPDH.

Mliečna fermentácia (zdroj: Sjantoni [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)] Via Wikimedia Commons)

Výroba etanolu

Pyruvát sa premieňa na acetaldehyd a CO2 pyruvát dekarboxylázou. Acetaldehyd sa potom používa alkoholom dehydrogenázou, ktorá ho znižuje produkciou etanolu a regeneráciou molekuly NAD⁺ pre každú molekulu pyruvátu, ktorá vstupuje týmto spôsobom.

Alkoholická fermentácia (Zdroj: Arobson1 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)] Via Wikimedia Commons)

Aeróbne kvasenie

Anaeróbna glykolýza má ako svoju hlavnú charakteristiku skutočnosť, že konečné produkty nezodpovedajú CO₂ a voda, ako v prípade aeróbnej glykolýzy. Namiesto toho sa vytvárajú typické fermentačné reakcie.

Niektorí autori opísali proces „aeróbnej fermentácie“ alebo aeróbnej glukly glykolýzy pre určité organizmy, medzi ktorými vynikajú niektoré parazity rodiny Trypanosomatidae a mnohých rakovinových rakovinových buniek.

Môže vám slúžiť: termoreceptory: u ľudí, u zvierat, v rastlinách

V týchto organizmoch sa ukázalo, že dokonca aj v prítomnosti kyslíka je produkty glykolytickej dráhy jeho uhlíkov možné.

Aj keď „aeróbna fermentácia“ glukózy neznamená celkovú neprítomnosť respiračnej aktivity, pretože nejde o proces všetkých alebo nič. Bibliografia však naznačuje vylučovanie produktov, ako je pyruvát, laktát, sukcinát, zlo a iné organické kyseliny.

Glykolýza a rakovina

Mnoho rakovinových buniek vykazuje zvýšenie glukózy a glykolytického toku.

Nádory u pacientov s rakovinou rýchlo rastú, takže krvné cievy sú v hypoxii. Doplnok energie v týchto bunkách teda závisí hlavne od anaeróbnej glykolýzy.

Tento jav však pomáha hypoxiou indukovateľným transkripčným faktorom (HIF), ktorý zvyšuje expresiu glykolytických enzýmov a transportérov glukózy v membráne prostredníctvom komplexných mechanizmov.

Odkazy

1. Cazzulo, J. J. (1992). Aeróbna fermentácia glukózy trypanosomatidmi. Časopis FASB, 6, 3153-3161.
2. Jones, w., & Bianchi, K. (2015). Aeróbna glykolýza: Beyond Proliferation. Hranice v imunológii, 6, 1-5.