Glycolysis

Summary

• Glycolysis er den første vej, der bruges til at udlede energi fra kulhydrater
• Det er en kompleks proces, der kræver aktivitet af forskellige enzymer og co-faktorer
• Glycolysis består af to dele: Den første del kræver, at der investeres ATP for at tilvejebringe energi til at adskille glukose i to 3-kulstofsukreatomer. adskillelse.
• Den anden halvdel af glykolysen producerer ATP og elektroner fra hydrogenatomer og binder dem til NAD+, hvorved der dannes NADH.
• To ATP-molekyler investeres i energiinvesteringsfasen, og der dannes fire ATP-molekyler i energiudbetalingsfasen. Dette giver en nettogevinst på to ATP- og to NADH-molekyler til cellen.

Hvad er glykolyse?

Glykolyse det første trin i den cellulære respiration. Det beskriver en sekvens af reaktioner, der nedbryder kulhydrater til mindre molekyler. I grove træk nedbryder glykolysen et glukosemolekyle og danner 2 pyruvatmolekyler med frigivelse af to ATP-molekyler. Glykolysen udviklede sig for lang tid siden og anvendes af langt de fleste organismer. Det betyder bogstaveligt talt “at splitte sukkerstoffer”.

Glykolysens faser

Glykolysen foregår i cytoplasmaet. Det er en kompleks proces og har ti trin, der kræver forskellige enzymer og co-faktorer. Glykolysen kan opdeles i to faser: energiinvesteringsfasen og energiudbetalingsfasen.

Energi-investeringsfasen

I energiinvesteringsfasen modificeres glukose med tilføjelse af to fosfatgrupper, hvorved der dannes et modificeret sukker kaldet fructose-1,6-bisfosfat. Dette molekyle er ustabilt og kan spaltes i to dele for at danne to 3-kulstofsukre. Dette kræver investering af to molekyler ATP

Energi-udbetalingsfasen

I energi-udbetalingsfasen omdannes de tre kulstofholdige sukkerarter til tre kulstofholdige pyruvatformer ved hjælp af en række enzymformidlede reaktioner. I løbet af denne proces dannes der to ATP-molekyler og et NADH-molekyle. Da der imidlertid skal omdannes to pyruvatmolekyler, laves der fire ATP og to NADH.

Glycolyse i flere detaljer

Glukose fosforyleres først til glukose-6-fosfat med et enzym kaldet hexokinase. Dette kræver investering af et molekyle ATP. Glucose-6-fosfat omdannes derefter til fructose-6-fosfat af et enzym kaldet phosphoglucoseisomerase. Dernæst sker endnu en ATP-afhængig interaktion; enzymet fosfofruktokinase omdanner fructose-6-fosfat til fructose-1,6-bisphosphat. Dette 6-kulstofsukker har nu 2 phosphatgrupper tilknyttet.

Dette molekyle bliver derefter opdelt i 2 3-kulstofmolekyler ved hjælp af et aldolaseenzym. Disse 3-kulstofmolekyler er glyceraldheyde-3-fosfat og dihydroxyacetonephosphat (DHAP). Kun glyceraldheyde-3-fosfat kan gå videre til de næste trin i reaktionen, men DHAP kan omdannes til glyceraldheyde-3-fosfat med enzymet triosephosphatisomerase. Glyceraldheyde-3-fosfat omdannes derefter til 1,3-bisfosfoglycerat ved hjælp af glyceraldehydphosphatdehydrogenase, som også producerer et NADH.

Nu i udbetalingsfasen kan fosfoglyceratkinase defosforylerer 1,3-bisfosfoglycerat for at producere 3-fosfoglycerat. Dette producerer 1 ATP pr. reaktion, og da der er 2 startmolekyler, dannes der 2 ATP. Dernæst omdanner fosfoglyceromutase 3-fosfoglycerat til 2-fosfoglycerat, og derefter omdanner enzymet enolase dette til fosfenolpyruvat. Til sidst affosforylerer pyruvatkinase fosforylerer fosfenolpyruvat og producerer endnu et ATP pr. molekyle (altså 2 ATP)

I slutningen af glykolysen er der en NETTO-gevinst på to molekyler pyruvat, to molekyler ATP og 2 molekyler NADH. Hvis der er ilt til rådighed, kan pyruvatet komme ind i mitokondrierne og blive oxideret til kuldioxid gennem celleåndingsprocessen, hvorved der frigives højenergi-elektroner og mange molekyler ATP. Hvis der ikke er ilt til rådighed, sker der anaerob respiration, hvorved der dannes mælkesyre.

Referencer og yderligere læsning

https://www.slideshare.net/prabeshrajjk/lecture-13-40727535 Simpelt glykolysediagram

https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/ detaljeret glykolysediagram

Campbell, Neil A., og Jane B. Reece. Biology (8. udgave). San Francisco: Benjamin Cummings, 2007.

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