Анаеробне реакције гликолизе и ферментативни путеви



Тхе анаеробна гликолиза или анаеробни је катаболички пут који користе многи типови ћелија за разградњу глукозе у одсуству кисеоника. Односно, глукоза није потпуно оксидована у угљен диоксид и воду, као што је случај са аеробном гликолизом, али се производи ферментације генеришу..

То се зове анаеробна гликолиза, јер се одвија без присуства кисеоника, што у другим случајевима функционише као коначни акцептор електрона у транспортном ланцу митохондрија, где се велике количине енергије производе из прераде гликолитичких производа..

У зависности од организма, стање анаеробиозе или одсуства кисеоника ће резултирати у производњи млечне киселине (мишићне ћелије, на пример) или етанола (квасца) из пирувата генерисаног катаболизмом глукозе.

Као резултат тога, енергетска ефикасност драстично пада, пошто се производе по два мол АТП по молу глукозе која се обрађује, у поређењу са 8 молова који се могу добити током аеробне гликолизе (само у гликолитичкој фази)..

Разлика у броју АТП молекула има везе са реоксидацијом НАДХ, која не генерише додатни АТП, супротно ономе што се дешава у аеробној гликолизи, да се за сваки НАДХ добију 3 молекула АТП..

Индек

  • 1 Реацтионс
  • 2 Путеви ферментације
    • 2.1 Производња млечне киселине
    • 2.2 Производња етанола
  • 3 Аеробна ферментација
  • 4 Гликолиза и рак
  • 5 Референце

Реакције

Анаеробна гликолиза уопште није удаљена од аеробне гликолизе, јер се термин "анаеробни" више односи на оно што се дешава након гликолитичког пута, то јест на судбину производа и реакционих посредника..

Тако десет различитих ензима учествује у реакцијама анаеробне гликолизе, и то:

1-Хексокиназа (ХК): користи један молекул АТП за сваки молекул глукозе. Производи глукозу 6-фосфат (Г6П) и АДП. Реакција је неповратна и гарантује магнезијумове јоне.

 2-фосфоглукоза изомераза (ПГИ): изомеризује Г6П у фруктозу 6-фосфат (Ф6П).

 3-Фосфофруктокинаса (ПФК): Фосфорилује Ф6П на фруктозу 1,6-бисфосфат (Ф1,6-БП) користећи један молекул АТП за сваки Ф6П, ова реакција је такође неповратна.

 4-Алдолаза: цепа молекул Ф1.6-БП и производи глицералдехид 3-фосфат (ГАП) и дихидроксиацетон фосфат (ДХАП).

 5-Триосе фосфат изомераза (ТИМ): учествује у интерконверзији ДХАП и ГАП.

 6-Глицералдехид 3-фосфат дехидрогеназа (ГАПДХ): користи два молекула НАД+ и 2 молекула неорганског фосфата (Пи) да фосфорилишу ГАП, даје 1,3-бифосфоглицерат (1,3-БПГ) и 2 НАДХ.

 7-Фосфоглицерат киназа (ПГК): производи два молекула АТП фосфорилацијом на нивоу супстрата две молекуле АДП. Она користи сваки молекул 1,3-БПГ као донор фосфатне групе. Производи 2 молекула 3-фосфоглицерата (3ПГ).

 8-Фосфоглицератна мутаза (ПГМ): преуредити молекулу 3ПГ да би настао интермедијер са вишом енергијом, 2ПГ.

 9-енолаза: из 2ПГ производи фосфоенолпируват (ПЕП) дехидрацијом првог.

10-пируват киназа (ПИК): фосфоенолпируват се користи од стране овог ензима за формирање пирувата. Реакција укључује трансфер фосфатне групе на 2-позицију фосфоенолпирувата у АДП молекулу. 2 пирувата и 2 АТП се производе за сваку глукозу.

Ферментативни путеви

Ферментација је термин који се користи да означи да се глукоза или друга хранива разграђују у одсуству кисеоника, да би се добила енергија.

У одсуству кисеоника, ланац за пренос електрона нема коначни акцептор и, према томе, не долази до оксидативне фосфорилације која даје велике количине енергије у облику АТП. НАДХ се не реоксидује путем митохондријског пута већ преко алтернативних путева, који не производе АТП.

Без довољно НАД-а+ гликолитички пут се зауставља, пошто трансфер фосфата у ГАП захтева истовремену редукцију овог кофактора.

Неке ћелије имају алтернативне механизме за превазилажење периода анаеробиозе, и генерално ови механизми укључују неки тип ферментације. Друге ћелије, напротив, готово искључиво зависе од ферментативних процеса за њихову егзистенцију.

Производи ферментативних путева многих организама су економски релевантни за човека; примери су производња етанола од стране неких квасаца у анаеробиози и формирање млечне киселине лакто-бактеријама које се користе за производњу јогурта.

Производња млечне киселине

Многи типови ћелија у одсуству кисеоника производе млечну киселину захваљујући реакцији катализованој комплексом лактат дехидрогеназе, који користи угљенике пирувата и НАДХ произведене у ГАПДХ реакцији..

Производња етанола

Пируват се конвертује у ацеталдехид и ЦО2 помоћу пируват декарбоксилазе. Ацеталдехид се затим користи алкохолном дехидрогеназом, која га редукује производњом етанола и регенерацијом НАД молекуле.+ за сваки молекул пирувата који улази на овај начин.

Аеробна ферментација

Анаеробна гликолиза има за своју главну карактеристику чињеницу да финални производи не одговарају ЦО2 и воде, као у случају аеробне гликолизе. Уместо тога, генеришу се типични производи реакција ферментације.

Неки аутори су описали процес "аеробне ферментације" или аеробне гликолизе глукозе за одређене организме, укључујући неке паразите из породице Трипаносоматидае и многих туморских станица рака..

У овим организмима је показано да чак иу присуству кисеоника, производи гликолитичког пута одговарају производима ферментационих путева, па се сматра да се јавља "парцијална" оксидација глукозе, пошто се не добија сва енергија. могуће угљеника.

Иако "аеробна ферментација" глукозе не подразумева потпуно одсуство респираторне активности, јер то није процес који је све или ништа. Међутим, у литератури се истиче излучивање производа као што су пируват, лактат, сукцинат, малат и друге органске киселине.

Гликолиза и рак

Многе ћелије рака показују пораст уноса глукозе и гликолитичког флукса.

Тумори код оболелих од рака брзо расту, тако да су крвни судови у хипоксији. Према томе, енергетска допуна ових ћелија зависи углавном од анаеробне гликолизе.

Међутим, овом феномену помаже фактор транскрипције хипоксије индукован (ХИФ), који повећава експресију гликолитичких ензима и транспортера глукозе у мембрани кроз сложене механизме..

Референце

  1. Акрам, М. (2013). Мини-преглед о гликолизи и раку. Ј. Цанц. Едуц., 28, 454-457.
  2. Бустаманте, Е., & Педерсен, П. (1977). Висока аеробна гликолиза ћелија хепатома пацова у култури: Улога митохондријског хексокиназе. Проц. Натл. Ацад. Сци., 74(9), 3735-3739.
  3. Цаззуло, Ј.Ј. (1992). Аеробна ферментација глукозе помоћу трипаносоматида. Тхе ФАСЕБ Јоурнал, 6, 3153-3161.
  4. Јонес, В., & Бианцхи, К. (2015). Аеробна гликолиза: изван пролиферације. Фронтиерс ин Иммунологи, 6, 1-5.
  5. Ли, Кс., Гу, Ј., & Зхоу, К. (2015). Преглед аеробне гликолизе и њених кључних ензима - нове мете за терапију рака плућа. Тхорациц Цанцер, 6, 17-24.
  6. Марис, А.Ј.А. Ван, Абботт,. Д. А., Беллиссими, Ӕ. Е., Бринк, Ј. Ван Ден, Куипер,. М., Луттик,. М. А. Х., Пронк, Ј. Т. (2006). Алкохолна ферментација извора угљеника у хидролизатима биомасе од стране Саццхаромицес церевисиае: тренутни статус. Антоние ван Лееувенхоек, 90, 391-418.
  7. Нелсон, Д.Л., & Цок, М. М. (2009). Лехнингер Принциплес оф Биоцхемистри. Омега издања (5. изд.).