U ovom članku pobliže ćemo pogledati aerobnu glikolizu, njezine procese te analizirati faze i korake. Upoznajmo se s anaerobnom oksidacijom glukoze, upoznajmo se s evolucijskim modifikacijama ovog procesa i odredimo njegov biološki značaj.
Što je glikoliza
Glikoliza je jedan od tri oblika oksidacije glukoze, u kojem je sam proces oksidacije popraćen oslobađanjem energije koja se pohranjuje u NADH i ATP. U procesu glikolize iz molekule glukoze dobivaju se dvije molekule pirogrožđane kiseline.
Glikoliza je proces koji se odvija pod utjecajem raznih bioloških katalizatora – enzima. Glavni oksidacijski agens je kisik - O2, međutim, procesi glikolize mogu se odvijati iu njegovoj odsutnosti. Ova vrsta glikolize naziva se anaerobna glikoliza.
Proces glikolize u nedostatku kisika
Anaerobna glikoliza je postupni proces oksidacije glukoze u kojem glukoza nije potpuno oksidirana. Nastaje jedna molekula pirogrožđane kiseline. I to energijomgledišta, glikoliza bez sudjelovanja kisika (anaerobna) je manje korisna. Međutim, kada kisik uđe u stanicu, proces anaerobne oksidacije može se pretvoriti u aerobni i nastaviti u punom obliku.
Mehanizmi glikolize
Proces glikolize je razgradnja glukoze sa šest ugljika u piruvat s tri ugljika u obliku dvije molekule. Sam proces je podijeljen u 5 faza pripreme i 5 faza u kojima se energija sprema u ATP.
Proces glikolize od 2 koraka i 10 koraka je kako slijedi:
- 1 faza, faza 1 - fosforilacija glukoze. Kod šestog ugljika u glukozi, sam saharid se aktivira fosforilacijom.
- Korak 2 - izomerizacija glukoza-6-fosfata. U ovoj fazi, fosfoglukozeimeraza katalitički pretvara glukozu u fruktoza-6-fosfat.
- Faza 3 - Fruktoza-6-fosfat i njegova fosforilacija. Ovaj korak se sastoji u stvaranju fruktoze-1,6-difosfata (aldolaze) djelovanjem fosfofruktokinaze-1, koja prati fosforilnu skupinu od adenozin trifosforne kiseline do molekule fruktoze.
- Korak 4 je proces cijepanja aldolaze da se formiraju dvije molekule trioznog fosfata, naime eldoza i ketoza.
- Stadij 5 - trioza fosfati i njihova izomerizacija. U ovoj fazi, gliceraldehid-3-fosfat se šalje u sljedeće faze razgradnje glukoze, a dihidroksiaceton fosfat se pod utjecajem enzima pretvara u oblik gliceraldehid-3-fosfata.
- 2 stupanj, stupanj 6 (1) - Gliceraldehid-3-fosfat i njegova oksidacija - faza u kojoj se ova molekula oksidira i fosforilira udifosfoglicerat-1, 3.
- Stapa 7 (2) - usmjerena na prijenos fosfatne skupine na ADP s 1,3-difosfoglicerata. Krajnji proizvodi ovog koraka su stvaranje 3-fosfoglicerata i ATP-a.
- Korak 8 (3) - prijelaz s 3-fosfoglicerata na 2-fosfoglicerat. Ovaj proces se odvija pod utjecajem enzima fosfoglicerat mutaze. Preduvjet za tijek kemijske reakcije je prisutnost magnezija (Mg).
- Korak 9 (4) - 2 fosfogliceta dehidrirana.
- Stapa 10 (5) - fosfati dobiveni kao rezultat prethodnih faza prenose se u ADP i PEP. Energija iz fosfoenulpirovata se prenosi na ADP. Reakcija zahtijeva prisutnost iona kalija (K) i magnezija (Mg).
Modificirani oblici glikolize
Proces glikolize može biti popraćen dodatnom proizvodnjom 1, 3 i 2,3-bifosfoglicerata. 2,3-fosfoglicerat se pod utjecajem bioloških katalizatora može vratiti u glikolizu i prijeći u oblik 3-fosfoglicerata. Uloga ovih enzima je raznolika, na primjer, 2,3-bifosfoglicerat, koji se nalazi u hemoglobinu, uzrokuje prolaz kisika u tkiva, potičući disocijaciju i snižavajući afinitet O2 i eritrocita.
Mnoge bakterije mijenjaju oblike glikolize u različitim fazama, smanjujući njihov ukupan broj ili ih modificirajući pod utjecajem različitih enzima. Mali dio anaeroba ima druge metode razgradnje ugljikohidrata. Mnogi termofili uopće imaju samo 2 enzima glikolize, to su enolaza i piruvat kinaza.
Glikogen i škrob, disaharidi idruge vrste monosaharida
Aerobna glikoliza je proces svojstven drugim vrstama ugljikohidrata, a posebno je svojstven škrobu, glikogenu, većini disaharida (manoza, galaktoza, fruktoza, saharoza i drugi). Funkcije svih vrsta ugljikohidrata općenito su usmjerene na dobivanje energije, ali se mogu razlikovati po specifičnostima njihove namjene, upotrebe itd. Na primjer, glikogen je podložan glikogenezi, što je zapravo fosfolitički mehanizam koji ima za cilj dobivanje energije iz razgradnju glikogena. Sam glikogen se može pohraniti u tijelu kao rezervni izvor energije. Tako, na primjer, glukoza dobivena tijekom obroka, ali je mozak ne apsorbira, nakuplja se u jetri i koristit će se kada postoji nedostatak glukoze u tijelu kako bi se pojedinac zaštitio od ozbiljnih poremećaja u homeostazi.
Značenje glikolize
Glikoliza je jedinstvena, ali ne i jedina vrsta oksidacije glukoze u tijelu, stanica i prokariota i eukariota. Enzimi glikolize su topljivi u vodi. Reakcija glikolize u nekim tkivima i stanicama može se dogoditi samo na taj način, na primjer, u stanicama mozga i nefrona jetre. Drugi načini oksidacije glukoze u tim organima se ne koriste. Međutim, funkcije glikolize nisu svugdje iste. Primjerice, masno tkivo i jetra u procesu probave izvlače potrebne supstrate iz glukoze za sintezu masti. Mnoge biljke koriste glikolizu kao način da izvuku najveći dio svoje energije.
