Фазе и функције глукозе

Тхе глицолисис или гликолиза је процес кроз који се молекул глукозе разлаже на два молекула пирувата. Енергија се производи кроз гликолизу, коју тело користи у различитим ћелијским процесима.

Гликолиза је позната и као циклус Ембден-Меиерхоф, у част Густава Ембдена и Отта Фритза Меиерхофа, који су открили ову процедуру..

Гликолиза се ствара у ћелијама, посебно у цитосолу који се налази у цитоплазми. То је најраспрострањенија процедура у свим живим бићима, јер се ствара у свим типовима ћелија, и еукариотских и прокариотских..

То значи да су животиње, биљке, бактерије, гљивице, алге и чак протозојски организми подложни процесу гликолизе.

Главни циљ гликолизе је да произведе енергију која се затим користи у другим ћелијским процесима тела.

Гликолиза одговара почетном кораку из којег се генерише процес ћелијске или аеробне респирације, у којем је неопходно присуство кисеоника.

У случају околина којима недостаје кисеоник, гликолиза такође има важно учешће, јер доприноси процесу ферментације.

Индек

• 1 Фазе гликолизе
  • 1.1 Фаза енергетских потреба
  • 1.2 Фаза ослобађања енергије
• 2 Функције гликолизе
  • 2.1 Неурална заштита
• 3 Референце

Фазе гликолизе

Гликолиза се генерише као последица десет фаза. Ових десет фаза се може објаснити на поједностављени начин, одређујући двије главне категорије: прву, у којој постоји потреба за енергијом; и друга, у којој се производи више енергије или се ослобађа.

Фаза енергетских потреба

Почиње молекулом глукозе који се добија из шећера, који има молекул глукозе и молекул фруктозе..

Када се молекул глукозе раздвоји, он се спаја са две фосфатне групе, које се називају и фосфорне киселине.

Ове фосфорне киселине потичу од аденозин трифосфата (АТП), елемента који се сматра једним од главних извора енергије који се захтева у различитим активностима и функцијама ћелија.

Са инкорпорацијом ових фосфатних група, молекул глукозе се модификује и усваја друго име: фруктоза-1,6-бисфосфат.

Фосфорне киселине стварају нестабилну ситуацију у овом новом молекулу, што доводи до тога да је подељена на два дела.

Као резултат, појављују се два различита шећера, сваки са фосфатизованим карактеристикама и са три угљеника.

Иако ова два шећера имају исте основе, имају карактеристике које их разликују једна од друге.

Први се зове глицералдехид-3-фосфат, и он је онај који ће директно прећи у следећу фазу процеса гликолизе..

Други три-карбон фосфатни шећер који се генерише зове се дихидроксиацетон фосфат, познат под акронимом ДХАП. Такође учествује у следећим корацима гликолизе након што је постала иста компонента првог шећера произведеног у процесу: глицералдехид-3-фосфат.

Ова трансформација дихидроксиацетон фосфата у глицералдехид-3-фосфат се генерише преко ензима који се налази у цитосолу ћелија и зове се глицерол-3-фосфат дехидрогеназа. Овај процес конверзије је познат као "схуттле глицерол фосфат".

Тада се на општи начин може рећи да се прва фаза гликолизе заснива на модификацији молекула глукозе у два молекула триосе фосфата. То је фаза у којој не долази до оксидације.

Наведени корак се састоји од пет корака који се називају реакције и сваки од њих је катализиран сопственим специфичним ензимом. 5 корака припремне фазе или енергетских потреба су:

Први корак

Први корак у гликолизи је конверзија глукозе у глукозу-6-фосфат. Ензим који катализира ову реакцију је хексокиназа. Овде је прстен глукозе фосфорилисан.

Фосфорилација се састоји од додавања фосфатне групе у молекул изведен из АТП. Као резултат, у овом тренутку гликолизе, потрошен је 1 молекул АТП.

Реакција се одвија уз помоћ ензима хексокиназе, ензима који катализира фосфорилацију многих шест-елементних прстенастих структура глукозе.

Атомски магнезијум (Мг) такође интервенише како би заштитио негативне набоје фосфатних група у АТП молекулу..

Резултат ове фосфорилације је молекул који се зове глукоза-6-фосфат (Г6П), такозвани зато што угљеник 6 глукозе добија фосфатну групу.

Други корак

Други корак гликолизе укључује трансформацију глукоза-6-фосфата у фруктоза-6-фосфат (Ф6П). Ова реакција се одвија уз помоћ ензима фосфоглукоза изомеразе.

Као што назив ензима подразумева, ова реакција подразумева ефекат изомеризације.

Реакција укључује трансформацију везе угљеник-кисеоник да модификује прстен од шест чланова у петочлани прстен.

Реорганизација се дешава када се шесточлани прстен отвори и затвори на такав начин да први угљеник сада постаје спољашњи према прстену.

Трећи корак

У трећем кораку гликолизе, фруктоза-6-фосфат се конвертује у фруктоза-1,6-бифосфат (ФБП).

Слично реакцији која се јавља у првом кораку гликолизе, други молекул АТП обезбеђује фосфатну групу која се додаје у молекул фруктоза-6-фосфата.

Ензим који катализира ову реакцију је фосфофруктокиназа. Као у кораку 1, укључен је атом магнезијума који помаже у заштити негативних набоја.

Четврти корак

Ензим алдолаза дели фруктозу 1,6-бисфосфат на два шећера који су изомери један другог. Ова два шећера су дихидроксиацетон фосфат и глицералдехид трифосфат.

Ова фаза користи ензим алдолазу, који катализира цепање фруктозе-1,6-бифосфата (ФБП) да би се произвеле две молекуле са 3 угљеника. Један од ових молекула се зове глицералдехид трифосфат, а други се зове дихидроксиацетон фосфат.

Корак пет

Ензим трифосфат изомераза брзо прожима молекуле дихидроксиацетон фосфата и глицералдехид трифосфата. Глицералдехид фосфат се елиминише и / или користи у следећем кораку гликолизе.

Глицералдехид трифосфат је једини молекул који се наставља у гликолитичком путу. Као резултат, сви произведени молекули дихидроксиацетон фосфата праћени су ензимом трифосфат изомераза, који реорганизује дихидроксиацетон фосфат у глицералдехид трифосфату тако да може да настави у гликолизи.

У овом тренутку у гликолитичком путу постоје два молекула од три угљеника, али глукоза још није потпуно претворена у пируват.

Фаза ослобађања енергије

Две три карбонске молекуле шећера које су генерисане из прве фазе сада ће проћи кроз још једну серију трансформација. Процес који ће бити описан у наставку биће генерисан два пута за сваки молекул шећера.

На првом месту, један од молекула ће се ослободити два електрона и два протона, а као последица овог ослобађања, молекули шећера ће додати још један фосфат. Настала компонента се зове 1,3-бифосфоглицерат.

Затим 1,3-бифосфоглицерат ослобађа једну од фосфатних група, која на крају постаје АТП молекул.

У овом тренутку енергија се ослобађа. Молекул који настаје из овог ослобађања фосфата назива се 3-фосфоглицерат.

3-фосфоглицерат постаје још један елемент једнак њему, али са одређеним карактеристикама у погледу молекуларне структуре. Овај нови елемент је 2-фосфоглицерат.

У претпоследњем кораку процеса гликолизе, 2-фосфоглицерат се трансформише у фосфоенолпируват као резултат губитка молекула воде..

Коначно, фосфоенолпируват ослобађа другу фосфатну групу, процедуру која такође укључује стварање АТП молекула и, према томе, ослобађање енергије.

Без фосфата, фосфоенолпируват резултира на крају процеса у молекулу пирувата.

На крају гликолизе настају два молекула пирувата, четири од АТП и два никотинамид аденин динуклеотид водоника (НАДХ), елемент овог потоњег који такође фаворизује стварање молекула АТП у телу..

Као што смо видјели, у другој половини гликолизе долази до пет преосталих реакција. Ова фаза је такође позната као оксидативна.

Поред тога, специфични ензим интервенише за сваки корак и реакције у овој фази се јављају два пута за сваки молекул глукозе. 5 корака предности или фазе ослобађања енергије су:

Први корак

У овом кораку се дешавају два главна догађаја, од којих је један да се глицералдехид трифосфат оксидира са коензим никотинамид аденин динуклеотидом (НАД); и са друге стране, молекул је фосфорилисан додавањем слободне фосфатне групе.

Ензим који катализира ову реакцију је глицералдехид трифосфат дехидрогеназа.

Овај ензим садржи одговарајуће структуре и држи молекул у таквом положају да дозвољава молекулу никотинамид аденин динуклеотида да екстрахује водоник из глицералдехид трифосфата, претварајући НАД у НАД дехидрогеназу (НАДХ).

Фосфатна група затим напада молекул глицералдехид трифосфата и ослобађа га из ензима да би произвела 1,3 бисфосфогрилат, НАДХ и атом водоника..

Други корак

У овој фази 1,3 бисфосфоглират се конвертује у трифосфоглицерат помоћу ензима фосфоглицерат киназе.

Ова реакција укључује губитак фосфатне групе из почетног материјала. Фосфат се преноси на молекул аденозин дифосфата који производи први молекул АТП.

Пошто у ствари постоје два молекула 1,3 бифосглицерата (јер су постојала два производа од 3 угљеника из фазе 1 гликолизе), два молекула АТП су заправо синтетизована у овом кораку..

Са овом синтезом АТП, прве две молекуле АТП-а су поништене, изазивајући мрежу од 0 молекула АТП до ове фазе гликолизе..

Опет је примећено да је укључен атом магнезијума да заштити негативне набоје у фосфатним групама АТП молекула.

Трећи корак

Овај корак укључује једноставно преграђивање положаја фосфатне групе у молекулу 3-фосфоглицерата, који га претвара у 2 фосфоглицерата.

Молекул који је укључен у катализу ове реакције назива се фосфоглицератна мутаза (ПГМ). Мутаза је ензим који катализира трансфер функционалне групе из једне позиције у један молекул у други.

Механизам реакције се одвија прво додавањем додатне фосфатне групе на 2 'положај 3 фосфоглицерата. Затим, ензим уклања фосфат са 3 'положаја, остављајући само 2' фосфат, и на тај начин даје 2 фосфоглицерата. На овај начин, ензим се такође враћа у своје првобитно фосфорилисано стање.

Четврти корак

Овај корак укључује конверзију 2 фосфоглицерата у фосфоенолпируват (ПЕП). Реакција се катализира енолазним ензимом.

Енолаза делује тако што уклања групу воде или дехидрира фосфоглицерат. Специфичност џепа ензима омогућава електронима у супстрату да се преуреде на такав начин да преостала фосфатна веза постане веома нестабилна, чиме се припрема супстрат за следећу реакцију..

Корак пет

Завршни корак гликолизе претвара фосфоенолпируват у пируват уз помоћ ензима пируват киназе.

Као што назив ензима сугерише, ова реакција укључује трансфер фосфатне групе. Фосфатна група везана за 2 'угљеник фосфоенолпирувата се преноси на молекул аденозин дифосфата, производећи АТП.

Опет, пошто постоје два молекула фосфоенолпирувата, овде заправо настају два молекула аденозин трифосфата или АТП..

Функције гликолизе

Процес гликолизе је од виталног значаја за све живе организме, јер представља процедуру кроз коју се генерише ћелијска енергија.

Ова генерација енергије погодује респираторним процесима ћелија и процесу ферментације.

Глукоза која улази у организам кроз конзумирање шећера, има комплексну композицију.

Кроз гликолизу је могуће поједноставити ову композицију и претворити је у једињење које тело може искористити за производњу енергије..

Кроз процес гликолизе, генеришу се четири молекула АТП. Ови молекули АТП су главни пут кроз који организам добија енергију и фаворизује стварање нових ћелија; Стога је стварање ових молекула неопходно за организам.

Неурал протецтион

Истраживања су показала да гликолиза игра важну улогу у понашању неурона.

Истраживачи са Универзитета Саламанца, Института за неуронауке Цастилла и Леон и Универзитетске болнице у Саламанци утврдили су да повећање гликолизе у неуронима имплицира бржу смрт ових људи..

Ово је последица неурона који пате од онога што су назвали оксидативни стрес. Затим, што је гликолиза нижа, већа је антиоксидативна снага на неуронима, и већа је могућност преживљавања.

Импликације овог открића могу имати позитиван утицај на студије болести које карактерише дегенерација неурона, као што су Алцхајмерова или Паркинсонова..

Референце

1. "Шта је пируват?" Преузето 11. септембра 2017. из Метаболиц Гуиде: гуиаметаболица.орг
2. "Глуколиза" у Националном институту за рак. Преузето 11. септембра 2017. године из Националног института за рак: цанцер.гов
3. Пицхел, Ј. "Пронашао је механизам који контролише гликолизу и оксидативни стрес у неуронима" (11. јун 2009.) у Иберо-америчкој агенцији за ширење науке и технологије. Преузето 11. септембра 2017. из Иберо-америчке агенције за дисеминацију науке и технологије: дицит.цом
4. "Глуколиза" у Кхан Академији. Преузето 11. септембра 2017. из Кхан Ацадеми: ен.кханацадеми.орг
5. Гонзалез, А. и Раисман, Ј. "Глуколиза: циклус цитосола" (31. август 2005) у Хипертекстима биолошког подручја. Преузето 11. септембра 2017. из Хипертектс ин тхе Биологи Ареа: биологиа.еду.ар
6. Смитх, Ј. "Вхат ис Глицолисис" (31. мај 2017) в Невс Медицал. Преузето 11. септембра 2017 из Невс Медицал: невс-медицал.нет
7. Баилеи, Л. "10 корака гликолизе" (8. јун 2017.) у Тхоугхцу. Преузето 11. септембра 2017. из Тхоугхцо: тхоугхтцо.цом
8. Берг, Ј., Тимоцзко, Ј. анд Стриер, Л. Биоцхемистри. 5. издање. " У Националном центру за биотехнолошке информације. Преузето 11. септембра 2017. из Националног центра за биотехнолошке информације: нцби.нлм.них.гов
9. "Глицерол-3-фосфат дехидрогеназа" у Цлиница Универсидад де Наварра. Преузето 11. септембра 2017. из Цлиница Универсидад де Наварра: цун.ес
10. "Кораци станичног дисања" на Академији Кхан. Преузето 11. септембра 2017. из Кхан Ацадеми: ен.кханацадеми.орг.