Glykolys

Sammanfattning

• Glykolys är den första vägen som används för att få energi från kolhydrater
• Det är en komplicerad process som kräver aktivitet av olika enzymer och co-faktorer
• Glykolysen består av två delar: Den första delen kräver att ATP investeras för att tillhandahålla energi för att separera glukos i två 3-kolssockrar. separation.
• Den andra halvan av glykolysen producerar ATP och elektroner från väteatomer och fäster dem vid NAD+, vilket ger NADH.
• Två ATP-molekyler investeras i energiinvesteringsfasen och fyra ATP-molekyler bildas under energiutbetalningsfasen. Detta ger en nettovinst på två ATP- och två NADH-molekyler för cellen.

Vad är glykolys?

Glykolys är det första steget i cellandningen. Den beskriver en sekvens av reaktioner som bryter ner kolhydrater till mindre molekyler. I stort sett bryter glykolysen ner en glukosmolekyl och bildar 2 pyruvatmolekyler, varvid två ATP-molekyler frigörs. Glykolysen utvecklades för länge sedan och används av de allra flesta organismer. Det betyder bokstavligen ”dela socker”.

Glykolysens steg

Glykolysen äger rum i cytoplasman. Det är en komplex process och har tio steg som kräver olika enzymer och kofaktorer. Glykolysen kan delas in i två faser: energiinvesteringsfasen och energiutbetalningsfasen.

Energieinvesteringsfasen

Under energiinvesteringsfasen modifieras glukos med tillsats av två fosfatgrupper, vilket bildar ett modifierat socker som kallas fruktos-1,6-bisfosfat. Denna molekyl är instabil och kan delas på mitten för att bilda två 3-kolssocker. Detta kräver investering av två ATP-molekyler

Energiutbetalningsfasen

I energiutbetalningsfasen omvandlas de tre kolhaltiga sockerarterna till tre kolhaltiga pyruvat, genom en rad enzymförmedlade reaktioner. Under denna process bildas två ATP-molekyler och en NADH-molekyl. Men eftersom det finns två pyruvatmolekyler som ska omvandlas görs fyra ATP och två NADH.

Glykolysen mer i detalj

Glukos fosforyleras först till glukos-6-fosfat med ett enzym som kallas hexokinas. Detta kräver att en molekyl ATP investeras. Glukos-6-fosfat omvandlas sedan till fruktos-6-fosfat av ett enzym som kallas fosoglukosisomeras. Därefter sker ytterligare en ATP-beroende interaktion; enzymet fosfofruktokinas omvandlar fruktos-6-fosfat till fruktos-1,6-bisfosfat. Detta 6-kolssocker har nu 2 fosfatgrupper knutna till sig.

Denna molekyl bryts sedan upp till 2 3-kolsmolekyler med hjälp av ett aldolasenzym. Dessa 3 kolmolekyler är glyceraldheyde-3-fosfat och dihydroxyacetonfosfat (DHAP). Endast glyceraldheyde-3-fosfat kan gå vidare till nästa steg i reaktionen, men DHAP kan omvandlas till glyceraldheyde-3-fosfat med hjälp av enzymet triosfosfatisomeras. Glyceraldheyde-3-fosfat omvandlas sedan till 1,3-bisfosfoglycerat med hjälp av glyceraldehydfosfatdehydrogenas, vilket också producerar ett NADH.

Nu i utbetalningsfasen kan fosfoglyceratkinaset avfosforyla 1,3-bisfosfoglycerat för att producera 3-fosfoglycerat. Detta ger 1 ATP per reaktion, och eftersom det finns 2 startmolekyler genereras 2 ATP. Därefter omvandlar fosfoglyceromutas 3-fosfoglycerat till 2-fosfoglycerat, och sedan omvandlar enzymet enolas detta till fosfenolpyruvat. Slutligen avfosforylerar pyruvatkinas fosforylat och producerar ytterligare en ATP per molekyl (alltså 2 ATP)

I slutet av glykolysen finns en NETTO-vinst på två molekyler pyruvat, två molekyler ATP och 2 molekyler NADH. Om syre finns tillgängligt kan pyruvatet gå in i mitokondrierna och oxideras till koldioxid genom cellandningsprocessen, vilket frigör elektroner med hög energi och många ATP-molekyler. Om syre inte finns tillgängligt sker en anaerob respiration som producerar mjölksyra.

Referenser och vidare läsning

https://www.slideshare.net/prabeshrajjk/lecture-13-40727535 Enkelt glykolysdiagram

https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/ Detaljerat glykolysdiagram

Campbell, Neil A., och Jane B. Reece. Biology (8th Edition). San Francisco: Benjamin Cummings, 2007.

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