Glikolisis adalah keseluruhan proses yang dilakukan oleh badan secara automatik. Seperti yang diketahui, manusia memerlukan banyak tenaga untuk dapat menjalankan semua kegiatan hariannya, kerana ini dia mesti menjaga diet yang baik berdasarkan sayur-sayuran, protein, buah-buahan dan yang paling penting, mempunyai salah satu sumber tenaga yang paling penting, sebagai contoh, glukosa. Glukosa masuk ke dalam tubuh melalui makanan dan dalam bentuk kimia yang berbeza yang kemudiannya akan menjadi lain, ini berlaku dari proses metabolik yang berbeza.
Apa itu Glikolisis
Isi kandungan
Glikolisis menunjukkan cara tubuh memulakan pemecahan molekul glukosa untuk mendapatkan zat yang dapat memberikan tenaga kepada tubuh. Ini adalah jalan metabolik yang bertanggungjawab untuk mengoksidasi glukosa, untuk memperoleh tenaga bagi sel. Ini merupakan cara paling cepat untuk menangkap tenaga ini, selain itu, ini adalah salah satu jalan yang biasanya dipilih dalam metabolisme karbohidrat.
Antara fungsinya adalah menghasilkan molekul bertenaga tinggi NADH dan ATP sebagai penyebab asal tenaga selular dalam proses penapaian dan pernafasan aerobik.
Fungsi lain yang dilakukan glikolisis adalah penciptaan piruvat (molekul asas dalam metabolisme sel) yang masuk ke dalam kitaran pernafasan sel sebagai elemen respirasi aerobik. Di samping itu, ia menghasilkan 3 dan 6 perantaraan karbon, yang biasanya digunakan dalam proses selular yang berbeza.
Glikolisis terdiri dari 2 tahap, masing-masing terdiri dari 5 reaksi. Tahap nombor 1 merangkumi lima tindak balas pertama, kemudian molekul glukosa asli ditukar menjadi dua molekul 3-fosfogliseraldehid.
Tahap ini secara umum disebut tahap persediaan, iaitu di sinilah glukosa dibahagikan kepada dua molekul masing-masing 3 karbon; menggabungkan dua asid fosforik (dua molekul gliseraldehid 3 fosfat). Ada juga kemungkinan bahawa glikolisis berlaku pada tanaman, umumnya maklumat ini cenderung dijelaskan dalam glikolisis pdf.
Penemuan glikolisis
Pada tahun 1860, kajian pertama yang berkaitan dengan enzim glikolisis dilakukan, yang disiapkan oleh Louis Pasteur, yang mendapati bahawa penapaian berlaku berkat campur tangan pelbagai mikroorganisma, beberapa tahun kemudian, pada tahun 1897, Eduard Buchner menemui ekstrak sel yang boleh menyebabkan penapaian.
Pada tahun 1905 sumbangan lain untuk teori itu dibuat, kerana Arthur Harden dan William Young menentukan bahawa pecahan sel dari jisim molekul diperlukan untuk penapaian, namun, jisim ini mesti tinggi dan sensitif terhadap haba, iaitu, mestilah enzim.
Mereka juga mendakwa bahawa pecahan sitoplasma dengan jisim molekul rendah dan rintangan haba diperlukan, iaitu koenzim jenis ATP, ADP dan NAD +. Terdapat lebih banyak perincian yang disahkan pada tahun 1940 dengan campur tangan Otto Meyerhof dan Luis Leloir, yang bergabung dengannya beberapa tahun kemudian. Mereka menghadapi beberapa kesulitan dalam menentukan jalan fermentasi, termasuk jangka hayat yang pendek dan kepekatan perantara yang rendah dalam reaksi glikolitik yang selalu menjadi cepat.
Selanjutnya, enzim glikolisis terbukti terjadi di sitosol sel eukariotik dan prokariotik, tetapi pada sel tumbuhan, reaksi glikolitik terjadi dalam kitaran calvin, yang terjadi dalam kloroplas. Organisme kuno filogenetik termasuk dalam pemuliharaan jalan ini, sebab itulah ia dianggap sebagai salah satu jalur metabolik tertua. Sebaik sahaja glikolisis ringkasan ini selesai, anda boleh bercakap secara terperinci mengenai kitaran atau fasa.
Kitaran glikolisis
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, ada serangkaian fasa atau siklus dalam glikolisis yang sangat penting, ini adalah fasa perbelanjaan tenaga dan fasa manfaat tenaga, yang dapat dijelaskan sebagai skema glikolisis atau hanya dengan menyenaraikan setiap tindak balas glikolisis. Ini, seterusnya, dibahagikan kepada 4 bahagian atau elemen asas yang akan dijelaskan secara terperinci di bawah.
Fasa perbelanjaan tenaga
Ini adalah fasa yang bertanggungjawab mengubah molekul glukosa menjadi dua molekul gliseraldehid, namun, untuk ini berlaku, 5 langkah diperlukan, ini adalah heksokinase, glukosa-6-P isomerase, fosfofruktokinase, aldolase dan triose. isomerase fosfat, yang akan diperincikan di bawah:
- Hexokinase: untuk meningkatkan tenaga glukosa, glikolisis mesti menghasilkan tindak balas, ini adalah fosforilasi glukosa. Sekarang, untuk pengaktifan ini, reaksi yang dikatalisis oleh enzim heksokinase diperlukan, iaitu perpindahan kumpulan fosfat dari ATP, yang dapat ditambahkan dari kumpulan fosfat ke rangkaian molekul yang serupa dengan glukosa, termasuk mannose dan fruktosa. Setelah tindak balas ini berlaku, ia boleh digunakan dalam proses lain, tetapi hanya jika perlu.
- Isomerase glukosa-6-P: ini adalah langkah yang sangat penting kerana di sinilah geometri molekul yang akan mempengaruhi fasa kritikal dalam glikolisis ditentukan, yang pertama adalah yang menambahkan kumpulan fosfat pada produk tindak balas, yang kedua adalah ketika dua molekul gliseraldehid akan dibuat, yang akhirnya akan menjadi pendahulu piruvat. Glukosa 6 fosfat diisomerisasi menjadi fruktosa 6 fosfat dalam tindak balas ini, dan ia melakukannya melalui enzim glukosa 6 fosfat isomerase.
- Phosphofructokinase: dalam proses glikolisis ini, fosforilasi fruktosa 6 fosfat dilakukan pada karbon 1, di samping itu, pengeluaran ATP dilakukan melalui enzim phosphofructokinase 1, yang lebih dikenal sebagai PFK1.
Kerana semua perkara di atas, fosfat mempunyai tenaga hidrolisis yang rendah dan proses yang tidak dapat dipulihkan, akhirnya memperoleh produk yang disebut fruktosa 1,6 bifosfat. Kualiti yang tidak dapat dipulihkan sangat penting kerana mengubahnya menjadi titik kawalan glikolisis, itulah sebabnya ia diletakkan di dalam ini dan bukan pada reaksi pertama, kerana ada substrat lain selain glukosa yang berjaya memasuki glikolisis.
- Aldolase: enzim ini berjaya memecah fruktosa 1,6 bifosfat menjadi dua molekul 3-karbon yang disebut trioses, molekul ini disebut dihydroxyacetone fosfat dan gliseraldehid 3 fosfat. Istirahat ini dibuat berkat pemeluwapan aldol yang, kebetulan, dapat dibalikkan.
Tindak balas ini sebagai ciri utamanya ialah tenaga bebas antara 20 dan 25 Kj / mol dan ini tidak berlaku dalam keadaan normal, bahkan kurang secara spontan, tetapi ketika datang ke keadaan intraselular, tenaga bebasnya kecil, ini kerana terdapat kepekatan substrat yang rendah dan justru inilah yang menjadikan tindak balas dapat diterbalikkan.
- Triose fosfat isomerase: dalam proses glikolisis ini, terdapat tenaga bebas yang standard dan positif, ini menghasilkan proses yang tidak disukai, tetapi menghasilkan tenaga bebas negatif, ini menjadikan pembentukan G3P ke arah yang disukai. Di samping itu, perlu diambil kira bahawa satu-satunya yang dapat mengikuti langkah glikolisis yang tersisa adalah gliseraldehid 3 fosfat, sehingga molekul lain yang dihasilkan oleh reaksi fosfat dihydroxyacetone diubah menjadi gliseraldehid 3 fosfat.
Terdapat dua kelebihan dalam fosforilasi glukosa, yang pertama didasarkan pada menjadikan glukosa menjadi agen metabolik reaktif, yang kedua adalah dicapai bahawa glukosa 6 fosfat tidak dapat menyeberangi membran sel, sangat berbeza dengan glukosa, kerana ia mempunyai muatan negatif yang diberikan oleh kumpulan fosfat ke molekul, dengan cara ini, menjadikannya lebih rumit untuk menyeberang. Semua ini menghalang substrat tenaga sel hilang.
Selanjutnya, fruktosa mempunyai pusat alosterik yang sensitif terhadap kepekatan perantaraan seperti asid lemak dan sitrat. Dalam tindak balas ini, enzim phosphofructokinase 2 dilepaskan, yang bertanggungjawab untuk fosforilasi pada karbon 2 dan mengaturnya.
Pada langkah ini, hanya ATP yang dimakan pada langkah pertama dan ketiga, di samping itu, perlu diingat pada langkah keempat, molekul gliseraldehid-3-fosfat dihasilkan, tetapi dalam reaksi ini, molekul kedua dihasilkan. Dengan ini harus difahami bahawa, dari sana, semua tindak balas berikut berlaku dua kali, ini disebabkan oleh 2 molekul gliseraldehid yang dihasilkan dari fasa yang sama.
Fasa faedah tenaga
Walaupun tenaga ATP digunakan pada fasa pertama, dalam fasa ini, gliseraldehid menjadi molekul dengan lebih banyak tenaga, sehingga akhirnya manfaat akhir diperoleh: 4 molekul ATP. Setiap tindak balas glikolisis dijelaskan dalam bahagian ini:
- Glyceraldehyde-3-fosfat dehidrogenase: dalam tindak balas ini, gliseraldehid 3 fosfat dioksidakan menggunakan NAD +, hanya dengan itu ion fosfat dapat ditambahkan ke molekul, yang dilakukan oleh enzim gliseraldehid 3 fosfat dehidrogenase dalam 5 langkah, dengan cara ini, meningkatkan jumlah tenaga sebatian.
- Phosphoglycerate kinase: dalam tindak balas ini, enzim phosphoglycerate kinase berjaya memindahkan kumpulan fosfat 1,3 bifosfogliserat ke molekul ADP, ini menghasilkan molekul ATP pertama dalam jalur faedah tenaga. Kerana glukosa diubah menjadi dua molekul gliseraldehid, 2 ATP pulih dalam fasa ini.
- Fosfogliserat mutase: apa yang berlaku dalam tindak balas ini adalah perubahan kedudukan fosfat C3 ke C2, keduanya adalah tenaga yang sangat mirip dan boleh dibalikkan dengan variasi tenaga bebas yang hampir dengan sifar. Di sini 3 fosfogliserat yang diperoleh dari reaksi sebelumnya ditukarkan menjadi 2 fosfogliserat, namun enzim yang menjadi pemangkin reaksi ini adalah fosfogliserat mutase.
- Enolase: enzim ini memberikan pembentukan ikatan berganda dalam 2 fosfogliserat, ini menyebabkan molekul air yang terbentuk oleh hidrogen dari C2 dan OH dari C3 dihilangkan, sehingga menghasilkan fosfoenolpiruvat.
- Piruvate kinase: di sini depososforilasi phosphoenolpyruvate berlaku, maka enzim piruvate dan ATP diperoleh, reaksi tidak dapat dipulihkan yang berlaku dari piruvate kinase (enzim yang, pada dasarnya, bergantung pada kalium dan magnesium.
Produk glikolisis
Oleh kerana arah metabolisme perantaraan dalam tindak balas bergantung pada keperluan sel, setiap perantara dapat dianggap sebagai produk reaksi, maka setiap produk akan (sesuai dengan reaksi yang dijelaskan sebelumnya) sebagai berikut:
- Glukosa 6 fosfat
- Fruktosa 6 fosfat
- Fruktosa 1,6 bifosfat
- Dihidroxyacetone fosfat
- Glyceraldehyde 3 fosfat
- 1,3 bifosfogliserat
- 3 fosfogliserat
- 2 fosfogliserat
- Phosphoenolpyruvate
- Piruvat
Glukoneogenesis
Ini adalah jalan anabolik di mana sintesis glikogen berlaku melalui prekursor sederhana, ini adalah glukosa 6 fosfat. Glikogenesis berlaku di hati dan otot, tetapi berlaku pada tahap yang lebih rendah pada yang terakhir. Ia diaktifkan melalui insulin sebagai tindak balas terhadap kadar glukosa yang tinggi, yang dapat terjadi setelah makan makanan yang mengandung karbohidrat.
The gluconeogenesis dicipta dengan menggabungkan unit-unit glukosa berulang, yang datang dalam yang bentuk UDP-glukosa kepada glikogen splitter yang wujud sebelum ini dan yang berasaskan protein glycogenin, yang dibentuk oleh dua rantaian autoglicosilan dan itu, di samping itu, mereka dapat menggabungkan rantai mereka ke oktamer glukosa.
