Glikolizė žmonėms ir beveik visuose daugialąsčiuose organizmuose yra biokatalitiškai kontroliuojamas paprastų cukrų, tokių kaip D-gliukozė, skilimas.
Gliukozės skaidymo ir pavertimo piruvatu procesas vyksta dešimt kartų iš eilės ir gali vykti vienodai aerobinėmis ir anaerobinėmis sąlygomis.
Energijai gaminti naudojama glikolizė, o piruvatas - pirmasis parengiamasis tam tikrų medžiagų biocheminės sintezės etapas. Aukštesnės kokybės angliavandeniai (daugialypiai cukrūs) taip pat suskaidomi į glikolizę, kai jie suskaidomi į paprastus cukrų.
Kas yra glikolizė?
Glikolizė yra pagrindinis metabolinis procesas, kai skaidomas paprastasis cukraus D-gliukozė, ir vyksta citozolio ląstelėse, skystoje ląstelės plazmos dalyje. Skilimo procesas vyksta 10 paeiliui atskirų fermentų būdu kontroliuojamų etapų. Glikolizės vienos gliukozės molekulės bendro balanso galutiniai produktai yra 2 piruvatų molekulės, 2 ATP nukleotidai ir 2 NADH nukleotidai.
10 atskirų etapų galima suskirstyti į dvi fazes: paruošimo fazę nuo 1 iki 5 ir amortizacijos fazę nuo 6 iki 10. Paruošimo etapas yra energetiškai neigiamas metabolizmui, todėl reikia tiekti energiją 2 ATP pavidalu. Tik amortizacijos fazė yra energetiškai teigiama, taigi, esant pusiausvyrai, energija padidėja 2 ATP nukleotidų ir 2 NADH nukleotidų pavidalu.
Pirmaisiais dviem glikolizės etapais į gliukozę perkeliamos 2 fosfato grupės, gaunamos iš 2 ATP nukleotidų (adenozino trifosfatas) ir kurie tokiu būdu yra paverčiami ADP nukleotidais (adenozino difosfatas).
Nors glikolizė iki piruvato susidarymo nepriklauso nuo to, ar vyrauja oksiškos (aerobinės), ar anoksinės (anaerobinės) sąlygos, tolimesnis piruvato metabolizmas priklauso nuo to, ar yra deguonies, ar jo nėra. Tačiau griežtai tariant, tolesni skilimo ir konversijos procesai nebepriklauso glikolizei.
Funkcija ir užduotis
Glikolizė yra vienas iš svarbiausių ir dažniausių centrinių medžiagų apykaitos procesų, vykstančių ląstelėje. Glikolizės užduotis ir funkcija susideda iš paprastojo cukraus D-gliukozės energetinio ir materialinio metabolizmo.
ATP, gaunamas kaip energijos apykaitos dalis pridedant energijos ir perduodant fosfato grupę į ADP nukleotidą, yra energijos nešiklis ir energijos tiekėjas. Maršruto per ATP pranašumas yra tas, kad energija trumpai kaupiama ir neprarandama šilumai išsisklaidžius. Be to, ATP galima nunešti į vietą, kur reikia energijos nedideliais atstumais.
Energetiškai teigiama glikolizė taip pat aprūpina ląstelę piruvatu. Jis gali būti įtrauktas į citrinos rūgšties ciklą ir paskesnę kvėpavimo grandinę, „sunaudojant“ deguonį oksitinėmis sąlygomis ląstelių mitochondrijose tolimesniam energijos generavimui, arba jis gali būti naudojamas kaip pradinė medžiaga reikalingų medžiagų sintezei.
Pagrindiniai citrinos rūgšties skilimo produktai yra CO2 (anglies dioksidas) ir H2O (vanduo). Oksidacijos proceso metu išsiskirianti energija yra naudojama kvėpavimo grandinėje fosforilinti ADP į ATP, todėl ji trumpam laikoma.
Visiškas gliukozės padalijimas į vandenį ir anglies dioksidą pridedant deguonies yra energetiškai produktyvesnis, tačiau jo trūkumas yra tas, kad jis gali vykti tik esant oksiškoms sąlygoms, t. Y. Tokiomis sąlygomis, kai pakankamo molekulinio deguonies kiekio. Kai reikalingas didelis griaučių raumenų darbas, deguonies tiekimas raumenų ląstelėms yra per lėtas, todėl jos turi pasisemti reikiamos energijos iš glikolizės.
Kitas glikolizės pranašumas yra didelis proceso greitis, kuris daug kartų viršija konversijos greitį citrinos rūgšties cikle.
Ligos ir negalavimai
Glikolizė įkūnija vieną iš seniausių ir stabiliausių evoliucijos metu gyvų organizmų medžiagų apykaitos procesus. Glikolizė greičiausiai buvo suformuota kaip vienas pagrindinių medžiagų apykaitos procesų prieš 3,5 milijardo metų, ilgai prieš daugialąsčių organizmų vystymąsi, nes visi organizmai yra pajėgūs glikolizei ir naudoja ją energijai generuoti.
Yra žinoma tik keletas sutrikimų ar ligų, tiesiogiai susijusių su glikolizės sutrikimu. Glikolizės proceso sutrikimai pirmiausia sukelia rimtą poveikį raudoniesiems kraujo kūneliams (eritrocitams).
Kadangi juose nėra mitochondrijų, jie priklauso nuo energijos tiekimo glikolizės būdu. Jei sutrinka energijos tiekimas, įvyksta hemolizė, t. Y. Eritrocitų membranos ištirpsta ir hemoglobinas patenka tiesiai į serumą. Paprastai yra fermento piruvato kinazės trūkumas, todėl glikolizės procesas nutrūksta.
Kita priežastis, sukelianti panašius simptomus, gali būti nustatyta pačiuose eritrocituose, jei jie neturi reikiamo fermento KKR (piruvato kinazės izofermento).
Tarui liga (Tarui liga) yra viena iš nedaugelio ligų, tiesiogiai trikdančių glikolizės procesą. Tai glikogeno saugojimo liga. Perteklinis gliukozės kiekis kraujo serume organizmas laikinai paverčiamas polimeriniu cukrumi (glikogenu), kuris, jei reikia, vėliau paverčiamas gliukoze, kad būtų metabolizuojamas atliekant glikolizę.
Tarui ligos atveju dėl paveldimo genetinio defekto atsiranda fosfofruktokinazės, fermento, sukeliančio fosforilinimą ir gliukozės pavertimą fruktozės-1,6-bifosfatu (3-asis glikolizės etapas), trūkumas. Dėl fermento trūkumo nutrūksta glikolizė, todėl skeleto raumenys nėra tinkamai aprūpinami energija.Susiformuoja skausmingi raumenų spazmai ir hemolizinė anemija, suskaidoma raudonųjų kraujo kūnelių membrana.
