Glykolýza

Shrnutí

• Glykolýza je první dráha používaná k získávání energie ze sacharidů
• Jedná se o složitý proces vyžadující aktivitu různých enzymů a kofaktorů
• Glykolýza se skládá ze dvou částí: První část vyžaduje investování ATP k zajištění energie pro rozdělení glukosy na dva tříuhlíkaté cukry. separace.
• Druhá část glykolýzy produkuje ATP a elektrony z atomů vodíku a připojuje je k NAD+, čímž vzniká NADH.
• Dvě molekuly ATP jsou investovány ve fázi investování energie a čtyři molekuly ATP vznikají během fáze výplaty energie. Výsledkem je čistý zisk dvou molekul ATP a dvou molekul NADH pro buňku.

Co je to glykolýza?

Glykolýza první krok buněčného dýchání. Popisuje sled reakcí, které rozkládají sacharidy na menší molekuly. Obecně lze říci, že glykolýza rozkládá molekulu glukózy a vytváří 2 molekuly pyruvátu, přičemž se uvolňují dvě molekuly ATP. Glykolýza se vyvinula již dávno a využívá ji naprostá většina organismů. Doslova znamená „štěpení cukrů“.

Fáze glykolýzy

Glykolýza probíhá v cytoplazmě. Je to složitý proces, který má deset kroků vyžadujících různé enzymy a kofaktory. Glykolýzu lze rozdělit do dvou fází: fáze investování energie a fáze výplaty energie.

Fáze investování energie

V průběhu fáze investování energie se glukóza modifikuje přidáním dvou fosfátových skupin, čímž vzniká modifikovaný cukr zvaný fruktóza-1,6-bisfosfát. Tato molekula je nestabilní a může se rozdělit na polovinu a vytvořit dva tříuhlíkaté cukry. To vyžaduje investici dvou molekul ATP

Fáze výplaty energie

Ve fázi výplaty energie se tříuhlíkaté cukry přeměňují na tříuhlíkaté pyruváty, a to prostřednictvím řady reakcí zprostředkovaných enzymy. Během tohoto procesu vznikají dvě molekuly ATP a jedna molekula NADH. Protože se však přeměňují dvě molekuly pyruvátu, vznikají čtyři molekuly ATP a dvě NADH.

Glykolýza podrobněji

Glukóza se nejprve fosforyluje na glukóza-6-fosfát pomocí enzymu zvaného hexokináza. To vyžaduje investici molekuly ATP. Glukóza-6-fosfát je poté přeměněn na fruktóza-6-fosfát enzymem zvaným fosfoglukóza-izomeráza. Dále dochází k další interakci závislé na ATP; enzym fosfofruktokináza přeměňuje fruktóza-6-fosfát na fruktóza-1,6-bisfosfát. Tento šestiuhlíkatý cukr má nyní připojeny 2 fosfátové skupiny.

Tato molekula se pak pomocí enzymu aldolázy rozdělí na 2 tříuhlíkaté molekuly. Tyto 3uhlíkaté molekuly jsou glyceraldheyde-3-fosfát a dihydroxyacetonfosfát (DHAP). Pouze glyceraldheyde-3-fosfát může postoupit do dalších fází reakce, ale DHAP může být přeměněn na glyceraldheyde-3-fosfát pomocí enzymu triose fosfát isomerázy. Glyceraldheyde-3-fosfát se pak přemění na 1,3-bisfosfoglycerát pomocí glyceraldehydfosfátdehydrogenázy, která rovněž produkuje jeden NADH.

Nyní ve výplatní fázi může fosfoglycerátkináza defosforylovat 1,3-bisfosfoglycerát za vzniku 3-fosfoglycerátu. Tím vzniká 1 ATP na reakci, a protože jsou k dispozici 2 výchozí molekuly, vznikají 2 ATP. Dále fosfoglyceromutáza přemění 3-fosfoglycerát na 2-fosfoglycerát a ten pak enzym enoláza přemění na fosfoenolpyruvát. Nakonec pyruvátkináza defosforyluje fosfoenolpyruvát za vzniku dalšího ATP na molekulu (tedy 2 ATP)

Na konci glykolýzy je NET zisk dvou molekul pyruvátu, dvou molekul ATP a 2 molekul NADH. Pokud je k dispozici kyslík, může pyruvát vstoupit do mitochondrií a být oxidován na oxid uhličitý procesem buněčného dýchání, čímž se uvolní vysoce energetické elektrony a mnoho molekul ATP. Pokud kyslík není k dispozici, dochází k anaerobnímu dýchání za vzniku kyseliny mléčné.

Odkazy a další literatura

https://www.slideshare.net/prabeshrajjk/lecture-13-40727535 Schéma jednoduché glykolýzy

https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/ podrobné schéma glykolýzy

Campbell, Neil A., and Jane B. Reece. Biologie (8. vydání). San Francisco: Benjamin Cummings, 2007.

https://www.nature.com/scitable/content/glycolysis-14897204

.