Glykolyysi

Yhteenveto

• Glykolyysi on ensimmäinen reitti, jota käytetään energian saamiseksi hiilihydraateista
• Se on monimutkainen prosessi, joka vaatii useiden eri entsyymien ja kofaktorien aktiivisuutta
• Glykolyysi koostuu kahdesta osasta: Ensimmäinen osa vaatii ATP:n sijoittamista, jotta saadaan energiaa glukoosin erottamiseksi kahdeksi 3 hiilen sokeriksi. erottaminen.
• Glykolyysin toinen puolisko tuottaa ATP:tä ja elektroneja vetyatomeista ja liittää ne NAD+:aan, jolloin syntyy NADH.
• Energian sijoitusvaiheessa sijoitetaan kaksi ATP-molekyyliä ja energianmaksuvaiheessa muodostuu neljä ATP-molekyyliä. Näin solu saa nettovoitoksi kaksi ATP- ja kaksi NADH-molekyyliä.

Mikä on glykolyysi?

Glykolyysi on soluhengityksen ensimmäinen vaihe. Se kuvaa reaktiosarjaa, joka hajottaa hiilihydraatit pienemmiksi molekyyleiksi. Yleisesti ottaen glykolyysi hajottaa glukoosimolekyylin ja muodostaa 2 pyruvaattimolekyyliä, jolloin vapautuu kaksi ATP-molekyyliä. Glykolyysi kehittyi kauan sitten, ja suurin osa eliöistä hyödyntää sitä. Se tarkoittaa kirjaimellisesti ’sokerien pilkkomista’.

Glykolyysin vaiheet

Glykolyysi tapahtuu sytoplasmassa. Se on monimutkainen prosessi, jossa on kymmenen vaihetta, jotka vaativat erilaisia entsyymejä ja kofaktoreita. Glykolyysi voidaan jakaa kahteen vaiheeseen: energiainvestointivaiheeseen ja energianmaksuvaiheeseen.

Energiainvestointivaihe

Energiainvestointivaiheen aikana glukoosi modifioidaan lisäämällä siihen kaksi fosfaattiryhmää, jolloin muodostuu modifioitu sokeri nimeltä fruktoosi-1,6-bisfosfaatti. Tämä molekyyli on epästabiili, ja se voi jakautua kahtia muodostaen kaksi 3 hiilen sokeria. Tämä edellyttää kahden ATP-molekyylin investointia

Energianmaksuvaihe

Energianmaksuvaiheessa kolmihiiliset sokerit muutetaan entsyymivälitteisten reaktioiden avulla kolmihiilisiksi pyruraateiksi. Tämän prosessin aikana syntyy kaksi ATP-molekyyliä ja yksi NADH-molekyyli. Koska muunnettavia pyruvaattimolekyylejä on kuitenkin kaksi, syntyy neljä ATP:tä ja kaksi NADH:ta.

Glykolyysi tarkemmin

Glukoosi fosforyloituu ensin glukoosi-6-fosfaatiksi heksokinaasi-nimisen entsyymin avulla. Tämä edellyttää yhden ATP-molekyylin sijoittamista. Tämän jälkeen glukoosi-6-fosfaatti muutetaan fruktoosi-6-fosfaatiksi entsyymillä nimeltä fosfoglukoosi-isomeraasi. Seuraavaksi tapahtuu toinen ATP-riippuvainen vuorovaikutus; entsyymi fosfofruktokinaasi muuttaa fruktoosi-6-fosfaatin fruktoosi-1,6-bisfosfaatiksi. Tähän 6 hiilen sokeriin on nyt kiinnittynyt 2 fosfaattiryhmää.

Tämän jälkeen tämä molekyyli hajotetaan 2 3 hiilen molekyyliksi aldolaasientsyymin avulla. Nämä 3 hiilen molekyylit ovat glyseraldehydi-3-fosfaatti ja dihydroksiasetonifosfaatti (DHAP). Vain glyseraldheydi-3-fosfaatti voi edetä reaktion seuraaviin vaiheisiin, mutta DHAP voidaan muuntaa glyseraldheydi-3-fosfaatiksi trioosifosfaatti-isomeraasientsyymin avulla. Glyseraldheydi-3-fosfaatti muunnetaan sitten 1,3-bisfosfoglyseraatiksi glyseraldehydifosfaattidehydrogenaasilla, joka tuottaa myös yhden NADH:n.

Nyt maksuvaiheessa fosfoglyseraattikinaasi voi defosforylaattaa 1,3-bisfosfoglyseraatin tuottaakseen 3-fosfoglyseraattia. Tämä tuottaa 1 ATP:n per reaktio, ja koska lähtömolekyylejä on 2, syntyy 2 ATP:tä. Seuraavaksi fosfoglyseromutaasi muuttaa 3-fosfoglyseraatin 2-fosfoglyseraatiksi, ja sen jälkeen entsyymi enolaasi muuttaa tämän fosfoenolipyruvaatiksi. Lopuksi pyruvaattikinaasi defosforyloi fosfoenolipyruvaatin tuottaen toisen ATP:n molekyyliä kohti (siis 2 ATP:tä)

Glykolyysin lopussa NETTO-voitto on kaksi molekyyliä pyruvaattia, kaksi molekyyliä ATP:tä ja 2 molekyyliä NADH:ta. Jos happea on saatavilla, pyruvaatti voi päästä mitokondrioihin ja hapettua hiilidioksidiksi soluhengitysprosessin kautta, jolloin vapautuu korkeaenergisiä elektroneja ja useita molekyylejä ATP:tä. Jos happea ei ole saatavilla, tapahtuu anaerobinen hengitys, jolloin syntyy maitohappoa.

Viittaukset ja lisälukemisto

https://www.slideshare.net/prabeshrajjk/lecture-13-40727535 Yksinkertainen glykolyysikaavio

https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/ yksityiskohtainen glykolyysikaavio

Campbell, Neil A., ja Jane B. Reece. Biologia (8. painos). San Francisco: Benjamin Cummings, 2007.

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

.