Glukolysfaser och funktioner



den glykolys eller glykolys är den process genom vilken en molekyl av glukos bryts ner i två pyruvatmolekyler. Energi produceras genom glykolys, som används av kroppen i olika cellulära processer.

Glykolys är också känd som Embden-Meyerhof-cykeln, till förmån för Gustav Embden och Otto Fritz Meyerhof, som upptäckte detta förfarande.

Glykolys alstras i celler, specifikt i cytosolen i cytoplasman. Detta är det mest utbredda förfarandet i alla levande varelser, eftersom det genereras i alla typer av celler, både eukaryotiska och prokaryota..

Detta innebär att djur, växter, bakterier, svampar, alger och till och med protozoa organismer är mottagliga för glykolysprocessen.

Huvudsyftet med glykolys är att producera energi som sedan används i andra cellulära processer i kroppen.

Glykolysen motsvarar det första steget från vilket processen för cellulär eller aerob andning genereras, i vilken närvaron av syre är nödvändig.

När det gäller miljöer som saknar syre, har glykolys också ett viktigt deltagande, eftersom det bidrar till jäsningsprocessen.

index

  • 1 faser av glykolys
    • 1.1 Energikravsfas
    • 1.2 Energifrisfas
  • 2 Funktioner av glykolys
    • 2.1 Neuralskydd
  • 3 referenser

Faser av glykolys

Glykolys genereras som följd av tio faser. Dessa tio faser kan förklaras på ett förenklat sätt och bestämmer två huvudkategorier: den första, där det finns ett energibehov; och den andra, där mer energi produceras eller släpps ut.

Energikravsfas

Det börjar med en glukosmolekyl som erhålls från socker, som har glukosmolekylen och en fruktosmolekyl.

När glukosmolekylen är separerad förenas den med två fosfatgrupper, även kallade fosforsyror.

Dessa fosforsyror har sitt ursprung i adenosintrifosfat (ATP), ett element som anses vara en av de främsta energikällorna som krävs i cellernas olika aktiviteter och funktioner.

Med införlivandet av dessa fosfatgrupper modifieras glukosmolekylen och adopterar ett annat namn: fruktos-1,6-bisfosfat.

Fosforsyrorna genererar en instabil situation i denna nya molekyl, vilket medför att den är indelad i två delar.

Som ett resultat uppstår två olika sockerarter, var och en med fosfatiserade egenskaper och med tre kolatomer.

Även om dessa två sockerarter har samma baser, har de egenskaper som gör dem annorlunda.

Den första kallas glyceraldehyd-3-fosfat, och är den som kommer att gå direkt till nästa fas av glykolysprocessen.

Det andra trekarbonfosfatsockret som genereras kallas dihydroxiacetonfosfat, känt genom akronym DHAP. Det deltar också i följande steg av glykolys efter det att den har blivit samma komponent i det första sockret som alstras från processen: glyceraldehyd-3-fosfat.

Denna omvandling av dihydroxiaceton fosfat till glyceraldehyd-3-fosfat genereras genom ett enzym som är belägen i cytosolen av celler och kallas glycerol-3-fosfat-dehydrogenas. Denna omvandlingsprocess är känd som "glycerolfosfat shuttle".

Sedan kan generellt sett sägas att den första fasen av glykolys baseras på modifieringen av en glukosmolekyl i två molekyler triosfosfat. Det är det stadium där oxidation inte uppstår.

Nämnda steg består av fem steg som kallas reaktioner och var och en katalyseras av sitt eget specifika enzym. De fem stegen i den förberedande fasen eller energibehovet är följande:

Första steget

Det första steget i glykolys är omvandlingen av glukos till glukos-6-fosfat. Det enzym som katalyserar denna reaktion är hexokinas. Här fosforyleras glukosringen.

Fosforylering består av att tillsätta en fosfatgrupp till en molekyl härledd från ATP. Som ett resultat har vid denna punkt av glykolys en 1 molekyl ATP konsumeras.

Reaktionen sker med hjälp av enzymet hexokinas, ett enzym som katalyserar fosforyleringen av många sex-element ringsliknande glukosstrukturer.

Atommagnesium (Mg) interveneras också för att skydda de negativa laddningarna av fosfatgrupperna i ATP-molekylen.

Resultatet av denna fosforylering är en molekyl som kallas glukos-6-fosfat (G6P), så kallad eftersom kolet 6 av glukos förvärvar fosfatgruppen.

Andra steget

Det andra steget av glykolys innefattar omvandlingen av glukos-6-fosfat till fruktos-6-fosfat (F6P). Denna reaktion sker med hjälp av enzymet fosfoglukos-isomeras.

Som namnet på enzymet innebär, innebär denna reaktion en isomeriseringseffekt.

Reaktionen involverar omvandlingen av kol-syrebindningen för att modifiera den 6-lediga ringen i en femledad ring.

Omorganiseringen sker när sex-medlemsringen öppnas och sedan stängd på ett sådant sätt att det första kolet nu blir yttre än ringen.

Tredje steget

I det tredje steget av glykolys omvandlas fruktos-6-fosfat till fruktos-1,6-bifosfat (FBP).

Liknande den reaktion som sker i det första steget av glykolys, tillhandahåller en andra molekyl av ATP fosfatgruppen till molekylen sättes fruktos 6-fosfat.

Det enzym som katalyserar denna reaktion är fosfofructokinas. Som i steg 1 är en magnesiumatom inblandad för att skydda de negativa laddningarna.

Fjärde steget

Enzymet aldolas delar fruktos-1,6-bisfosfat i två sockerarter som är isomerer av varandra. Dessa två sockerarter är dihydroxiacetonfosfat och glyceraldehydtrifosfat.

Detta steg använder enzymet aldolas, som katalyserar klyvningen av fruktos-1,6-bifosfat (FBP) för att producera två 3-kolmolekyler. En av dessa molekyler kallas glyceraldehydtrifosfat och den andra kallas dihydroxiacetonfosfat.

Steg fem

Enzymtrifosfatisomeras interpenetrerar snabbt molekylerna dihydroxiacetonfosfat och glyceraldehydtrifosfat. Glyceraldehydfosfat elimineras och / eller används i nästa steg av glykolys.

Glyceraldehyd trifosfat är den enda molekyl som fortsätter i den glykolytiska vägen. Som ett resultat, är alla molekyler producerade dihydroxiacetonfosfat följt av trifosfata isomeras-enzym, som arrangerar om dihydroxiacetonfosfat glyceraldehyd trifosfat för att kunna fortsätta i glykolysen.

Vid denna punkt i den glykolytiska vägen finns två molekyler av tre kolatomer, men glukos har ännu inte fullständigt omvandlats till pyruvat.

Energifrisfas

De två tre-kolsockermolekylerna som genererades från det första steget kommer nu att genomgå en annan serie transformationer. Processen som kommer att beskrivas nedan kommer att genereras två gånger för varje sockermolekyl.

För det första kommer en av molekylerna att bli av med två elektroner och två protoner, och som en följd av denna frisättning kommer ytterligare ett fosfat att tillsättas till sockermolekylen. Den resulterande komponenten kallas 1,3-bifosfoglycerat.

Därefter avlägsnar 1,3-bifosfoglycerat en av fosfatgrupperna, som så småningom blir en ATP-molekyl.

Vid denna tidpunkt frigörs energi. Molekylen som härrör från denna frisättning av fosfat kallas 3-fosfoglycerat.

3-fosfoglyceratet blir ett annat element som är lika med det, men med vissa egenskaper i termer av molekylär struktur. Detta nya element är 2-fosfoglycerat.

I det näst sista steget av glykolysprocessen transformeras 2-fosfoglyceratet till fosfoenolpyruvat som ett resultat av förlusten av en vattenmolekyl.

Slutligen avlägsnas fosfoenolpyruvat av en annan fosfatgrupp, ett förfarande som också involverar skapandet av en ATP-molekyl och därför en utsläpp av energi.

Fosfatfri, fosforolpyruvat resulterar i slutet av processen i en pyruvatmolekyl.

Vid slutet av glykolys, två molekyler pyruvat, ATP och två fyra nikotinamidadenindinukleotid väte (NADH) genereras, I-element senare gynnar också skapandet av ATP-molekyler i kroppen.

Som vi har sett är det i andra halvan av glykolys att de fem återstående reaktionerna uppträder. Detta stadium är också känt som oxidativt.

Dessutom ingriper ett specifikt enzym för varje steg och reaktionerna i detta steg inträffar två gånger för varje glukosmolekyl. De fem stegen i fördelarna eller energifrisfasen är följande:

Första steget

I detta steg två stora händelser, en som är producerad glyceraldehyd trifosfat oxideras av koenzym nikotinamidadenindinukleotid (NAD); och för det andra, är molekylen fosforyleras genom tillsats av en fri fosfatgrupp.

Det enzym som katalyserar denna reaktion är glyceraldehydtrifosfatdehydrogenas.

Detta enzym innehåller lämpliga strukturer och upprätthåller molekylen i ett sådant arrangemang som möjliggör adenin dinukleotid nikotinamid molekyl extrahera en väte glyceraldehyd trifosfat, omvandla NAD dehydrogenas NAD (NADH).

Fosfatgruppen attackerar sedan glyceraldehyd-trifosfatmolekylen och frisätter den från enzymet för att producera 1,3-bisfosfoglyrat, NADH och en väteatom.

Andra steget

I detta stadium omvandlas 1,3 bisfosfoglyrat till trifosfoglycerat med enzymet fosfoglyceratkinas.

Denna reaktion involverar förlusten av en fosfatgrupp från utgångsmaterialet. Fosfat överförs till en adenosindifosfatmolekyl som producerar den första ATP-molekylen.

Eftersom faktiskt det finns två molekyler av 1,3 bifosglycerat (eftersom det fanns två produkter med 3 kolatomer från steg 1 av glykolys) syntetiseras två molekyler av ATP faktiskt i detta steg.

Med denna syntes av ATP avbryts de första två molekylerna av ATP som orsakar ett nätverk av 0 molekyler av ATP tills detta stadium av glykolys.

Återigen observeras att en magnesiumatom är inblandad för att skydda de negativa laddningarna i fosfatgrupperna i ATP-molekylen.

Tredje steget

Detta steg involverar en enkel omplacering av fosfatgruppens position i 3-fosfoglyceratmolekylen, vilken omvandlar den till 2 fosfoglycerat.

Molekylen som är involverad i katalysen av denna reaktion kallas fosfoglyceratmutas (PGM). En mutas är ett enzym som katalyserar överföringen av en funktionell grupp från en position i en molekyl till en annan.

Reaktionsmekanismen fortskrider genom att först tillsätta en ytterligare fosfatgrupp till 2'-läget för 3-fosfoglyceratet. Därefter avlägsnar enzymet fosfatet från 3'-positionen, varvid endast 2'-fosfatet lämnas och således ger 2 fosfoglycerat. På detta sätt återställs enzymet till dess ursprungliga fosforylerade tillstånd.

Fjärde steget

Detta steg innefattar omvandling av 2 fosfoglycerat till fosfoenolpyruvat (PEP). Reaktionen katalyseras av enolasenzymet.

Enolas verkar genom att avlägsna en grupp vatten eller dehydrera 2 fosfoglycerat. Specificiteten av enzymets ficka möjliggör att elektronerna i substratet omarrangeras på ett sådant sätt att det återstående fosfatbindningen blir väldigt instabil och således bereder substratet för nästa reaktion.

Steg fem

Det sista steget i glykolys omvandlar fosfoenolpyruvat till pyruvat med hjälp av enzymet pyruvatkinas.

Som namnet på enzymet antyder innefattar denna reaktion överföringen av en fosfatgrupp. Fosfatgruppen fäst till 2'-kolet i fosfoenolpyruvat överförs till en adenosindifosfatmolekyl som producerar ATP.

Återigen, eftersom det finns två molekyler fosfoenolpyruvat, här produceras här faktiskt två molekyler adenosintrifosfat eller ATP.

Funktioner av glykolys

Glykolysprocessen är avgörande för alla levande organismer, eftersom den representerar förfarandet genom vilket cellulär energi genereras.

Denna generation av energi gynnar respiratoriska processer hos cellerna och även fermentationsprocessen.

Glukosen som kommer in i kroppen genom konsumtion av sockerarter, har en komplex komposition.

Genom glykolys är det möjligt att förenkla denna komposition och omvandla den till en förening som kroppen kan dra nytta av för att generera energi.

Genom processen med glykolys genereras fyra molekyler av ATP. Dessa ATP-molekyler är det huvudsakliga sättet genom vilket organismen erhåller energi och gynnar skapandet av nya celler. Därför är genereringen av dessa molekyler avgörande för organismen.

Neurala skydd

Studier har visat att glykolys spelar en viktig roll i neurons beteende.

Forskare från Salamanca-universitetet, institutet för neurovetenskaper i Castilla y León och Universitetssjukhuset i Salamanca bestämde att ökande glykolys i neuroner innebär en snabbare död hos dessa.

Detta är en följd av neuroner som lider av vad de har kallat oxidativ stress. Därefter desto lägre glykolys desto större antioxidant driver neuronerna och desto större är möjligheten att överleva.

Konsekvenserna av denna upptäckt kan ha en positiv inverkan på studier av sjukdomar som kännetecknas av neuronal degenerering, såsom Alzheimers eller Parkinsons..

referenser

  1. "Vad är pyruvat?" I Metabolic Guide. Hämtad den 11 september 2017 från Metabolic Guide: guiametabolica.org
  2. "Glukolys" i National Cancer Institute. Hämtat den 11 september 2017 från National Cancer Institute: cancer.gov
  3. Pichel, J. "Hittade mekanismen som styr glykolys och oxidativ stress i neuroner" (11 juni 2009) i den iberoamerikanska byrån för spridning av vetenskap och teknik. Hämtad den 11 september 2017 från den iberoamerikanska byrån för spridning av vetenskap och teknik: dicyt.com
  4. "Glukolys" i Khan Academy. Hämtad den 11 september 2017 från Khan Academy: en.khanacademy.org
  5. González, A. och Raisman, J. "Glukolys: cytosolcykeln" (31 augusti 2005) i biologiområdets hypertexter. Hämtat den 11 september 2017 från Hypertexts i biologiska området: biologia.edu.ar
  6. Smith, J. "What is Glycolysis" (31 maj 2017) i News Medical. Hämtad den 11 september 2017 från News Medical: news-medical.net
  7. Bailey, L. "10 steg av glykolys" (8 juni 2017) vid Thoughco. Hämtad den 11 september 2017 från Thoughco: thoughtco.com
  8. Berg, J., Tymoczko, J. och Stryer, L. "Biochemistry. 5: e upplagan. " I National Center of Biotechnology Information. Hämtad den 11 september 2017 från National Center of Biotechnology Information: ncbi.nlm.nih.gov
  9. "Glycerol-3-fosfat dehydrogenas" i Clínica Universidad de Navarra. Hämtad den 11 september 2017 från Clínica Universidad de Navarra: cun.es
  10. "Steg av cellulär andning" vid Khan Academy. Hämtad den 11 september 2017 från Khan Academy: en.khanacademy.org.