Glikolízis

Összefoglaló

• A glikolízis az első útvonal, amelyet a szénhidrátokból történő energia kinyerésére használunk
• Ez egy összetett folyamat, amely különböző enzimek és kofaktorok aktivitását igényli
• A glikolízis két részből áll: Az első rész ATP befektetett energiát igényel a glükóz két 3 szénatomos cukorrá történő szétválasztásához. szétválasztása.
• A glikolízis második fele ATP-t és elektronokat állít elő a hidrogénatomokból, és a NAD+-hoz csatolja őket, NADH-t előállítva.
• Az energiabefektetési fázisban két ATP-molekula kerül befektetésre, az energia kifizetési fázisban pedig négy ATP-molekula keletkezik. Így a sejt számára két ATP és két NADH molekula nettó nyereség keletkezik.

Mi a glikolízis?

A glikolízis a sejtlégzés első lépése. Olyan reakciók sorozatát írja le, amelyek a szénhidrátokat kisebb molekulákra bontják. Általánosságban a glikolízis lebont egy glükózmolekulát, és 2 piruvátmolekulát képez, két ATP-molekula felszabadulásával. A glikolízis nagyon régen alakult ki, és az élőlények túlnyomó többsége használja. Szó szerint azt jelenti, hogy “cukrokat hasít”.

A glikolízis szakaszai

A glikolízis a citoplazmában zajlik. Ez egy összetett folyamat, tíz lépésből áll, amelyhez különböző enzimek és kofaktorok szükségesek. A glikolízis két fázisra osztható: az energia-befektetési fázisra és az energia-visszafizetési fázisra.

Energia-befektetési fázis

Az energia-befektetési fázis során a glükóz két foszfátcsoport hozzáadásával módosul, és egy módosított cukor, a fruktóz-1,6-biszfoszfát keletkezik. Ez a molekula instabil, és kettéválhat két 3 szénatomos cukrot alkotva. Ehhez két molekula ATP befektetése szükséges

Energia-visszafizetési fázis

Az energia-visszafizetési fázisban a három szénatomos cukrok három szénatomos piruvátokká alakulnak át, egy sor enzim által közvetített reakció révén. E folyamat során két ATP-molekula és egy NADH-molekula keletkezik. Mivel azonban két piruvátmolekulát kell átalakítani, négy ATP és két NADH keletkezik.

A glikolízis részletesebben

A glükózt először egy hexokináz nevű enzim segítségével foszforilálják glükóz-6-foszfáttá. Ehhez egy molekula ATP befektetésére van szükség. A glükóz-6-foszfátot ezután a foszfoglükóz-izomeráz nevű enzim fruktóz-6-foszfáttá alakítja. Ezután egy másik ATP-függő kölcsönhatás következik; a foszfofruktokináz enzim a fruktóz-6-foszfátot fruktóz-1,6-biszfoszfáttá alakítja át. Ehhez a 6 szénatomos cukorhoz most már 2 foszfátcsoport kapcsolódik.

Ezt a molekulát ezután egy aldoláz enzim segítségével 2 db 3 szénatomos molekulára bontják. Ezek a 3 szénatomos molekulák a gliceraldheid-3-foszfát és a dihidroxiaceton-foszfát (DHAP). Csak a gliceraldheid-3-foszfát léphet tovább a reakció következő szakaszaiba, de a DHAP a trióz-foszfát izomeráz enzim segítségével gliceraldheid-3-foszfáttá alakítható. A gliceraldheid-3-foszfát ezután a gliceraldehid-foszfát-dehidrogenáz segítségével 1,3-biszfoszfoglogliceráttá alakul át, amely szintén egy NADH-t termel.

A foszfoglicerát-kináz most a kifizetődési fázisban az 1,3-biszfoszfogloglicerátot defoszforilálhatja, így 3-foszfoglükerát keletkezik. Ez reakciónként 1 ATP-t termel, és mivel 2 kiindulási molekula van, 2 ATP keletkezik. Ezután a foszfogliceromutáz a 3-foszfoglicerátot 2-foszfogliceráttá alakítja, majd az enoláz enzim ezt foszfoenolpiruváttá alakítja. Végül a piruvát-kináz defoszforilálja a foszfoenolpiruvátot, molekulánként újabb ATP-t termelve (tehát 2 ATP-t)

A glikolízis végén két molekula piruvát, két molekula ATP és 2 molekula NADH a NET nyereség. Ha oxigén áll rendelkezésre, a piruvát a mitokondriumokba kerülhet, és a sejtlégzés folyamatán keresztül szén-dioxiddá oxidálódhat, nagy energiájú elektronokat és sok molekula ATP-t szabadítva fel. Ha az oxigén nem áll rendelkezésre, anaerob légzés következik be, melynek során tejsav keletkezik.

Hivatkozások és további olvasnivalók

https://www.slideshare.net/prabeshrajjk/lecture-13-40727535 Egyszerű glikolízisdiagram

https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/ részletes glikolízisdiagram

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

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