Бұл мақалада біз аэробты гликолизді, оның процестерін егжей-тегжейлі қарастырамыз және кезеңдері мен қадамдарын талдаймыз. Глюкозаның анаэробты тотығуымен танысайық, бұл процестің эволюциялық модификациялары туралы білейік және оның биологиялық маңызын анықтайық.
Гликолиз дегеніміз не
Гликолиз глюкоза тотығуының үш түрінің бірі болып табылады, бұл тотығу процесінің өзі энергияның бөлінуімен бірге жүреді, ол NADH және ATP-де сақталады. Гликолиз процесінде глюкоза молекуласынан пирожүзім қышқылының екі молекуласы алынады.
Гликолиз – әртүрлі биологиялық катализаторлар – ферменттердің әсерінен болатын процесс. Негізгі тотықтырғыш – оттегі – O2, дегенмен гликолиз процестері ол болмаған жағдайда жүруі мүмкін. Гликолиздің бұл түрі анаэробты гликолиз деп аталады.
Оттегі болмаған кездегі гликолиз процесі
Анаэробты гликолиз – глюкозаның тотығуының сатылы процесі, онда глюкоза толығымен тотыға алмайды. Пирувин қышқылының бір молекуласы түзіледі. Және энергияменкөзқарасы бойынша, оттегінің қатысуынсыз (анаэробты) гликолиздің пайдасы аз. Дегенмен, оттегі жасушаға енгенде, анаэробты тотығу процесі аэробтыға айналып, толық формада жүруі мүмкін.
Гликолиз механизмдері
Гликолиз процесі – алты көміртекті глюкозаның екі молекула түріндегі үш көміртекті пируватқа ыдырауы. Процестің өзі дайындықтың 5 кезеңіне және энергия АТФ-да сақталатын 5 кезеңге бөлінеді.
2 және 10 қадамнан тұратын гликолиз процесі келесідей:
- 1 кезең, 1 кезең – глюкозаның фосфорлануы. Глюкозадағы алтыншы көміртегіде сахаридтің өзі фосфорлану арқылы белсендіріледі.
- 2-қадам – глюкоза-6-фосфаттың изомерленуі. Бұл кезеңде фосфоглюкосеймераза глюкозаны каталитикалық түрде фруктоза-6-фосфатқа айналдырады.
- 3-кезең - Фруктоза-6-фосфат және оның фосфорлануы. Бұл қадам аденозинтрифосфор қышқылынан фруктоза молекуласына дейін фосфорил тобымен бірге жүретін фосфофруктокиназа-1 әсерінен фруктоза-1,6-дифосфаттың (альдолаза) түзілуінен тұрады.
- 4-қадам - триоза фосфаттың екі молекуласын, атап айтқанда элдоза мен кетозаны түзу үшін альдолазаның ыдырау процесі.
- 5-кезең – триозафосфаттар және олардың изомерленуі. Бұл кезеңде глицеральдегид-3-фосфат глюкоза ыдырауының келесі сатыларына жіберіледі, ал дигидроксиацетонфосфат ферменттің әсерінен глицеральдегид-3-фосфат түріне айналады.
- 2 кезең, 6-кезең (1) - Глицеральдегид-3-фосфат және оның тотығуы - бұл молекуланың тотығу және фосфорлану сатысыдифосфоглицерат-1, 3.
- 7-кезең (2) - 1,3-дифосфоглицераттан фосфат тобын АДФ-ге көшіруге бағытталған. Бұл кезеңнің соңғы өнімдері 3-фосфоглицерат пен АТФ түзілуі болып табылады.
- 8-қадам (3) - 3-фосфоглицераттан 2-фосфоглицератқа көшу. Бұл процесс фосфоглицерат мутаза ферментінің әсерінен жүреді. Химиялық реакцияның жүруінің алғы шарты магнийдің (Mg) болуы болып табылады.
- 9-қадам (4) - 2 фосфоглицерта сусыздандырылған.
- 10-кезең (5) - алдыңғы кезеңдердің нәтижесінде алынған фосфаттар ADP және PEP-ке ауысады. Фосфоэнулпировадан алынған энергия АДФ-ға ауысады. Реакция үшін калий (K) және магний (Mg) иондарының болуы қажет.
Гликолиздің модификацияланған түрлері
Гликолиз процесі 1, 3 және 2, 3-бифосфоглицераттардың қосымша өндірілуімен қатар жүруі мүмкін. 2,3-фосфоглицерат биологиялық катализаторлардың әсерінен гликолизге қайта оралып, 3-фосфоглицерат түріне өтуге қабілетті. Бұл ферменттердің рөлі әртүрлі, мысалы, 2, 3-бифосфоглицерат гемоглобинде бола отырып, оттегінің тіндерге өтуін тудырады, диссоциацияға ықпал етеді және O2 және эритроциттердің жақындығын төмендетеді.
Көптеген бактериялар әртүрлі ферменттердің әсерінен олардың жалпы санын азайта отырып немесе өзгерте отырып, гликолиз формаларын әртүрлі кезеңде өзгертеді. Анаэробтардың аз бөлігінде көмірсулардың ыдырауының басқа әдістері бар. Көптеген термофилдерде тек 2 гликолиз ферменті бар, олар энолаза және пируваткиназа.
Гликоген және крахмал, дисахаридтер жәнемоносахаридтердің басқа түрлері
Аэробты гликолиз көмірсулардың басқа түрлеріне тән процесс, атап айтқанда крахмалға, гликогенге, дисахаридтердің көпшілігіне (маноза, галактоза, фруктоза, сахароза және т.б.) тән. Көмірсулардың барлық түрлерінің функциялары жалпы алғанда энергия алуға бағытталған, бірақ олардың тағайындалуы, қолданылуы және т.б. ерекшеліктеріне байланысты әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы, гликоген гликогенезге жатады, ол шын мәнінде энергияны алуға бағытталған фосфолитикалық механизм болып табылады. гликогеннің ыдырауы. Гликогеннің өзі денеде энергияның резервтік көзі ретінде сақталуы мүмкін. Мысалы, тамақтану кезінде алынған, бірақ миға сіңбеген глюкоза бауырда жиналады және организмде глюкоза жетіспегенде, адамды гомеостаздағы елеулі бұзылулардан қорғау үшін қолданылады.
Гликолиздің мағынасы
Гликолиз - бұл прокариоттардың да, эукариоттардың да жасушасындағы глюкоза тотығуының бірегей, бірақ жалғыз түрі емес. Гликолиз ферменттері суда ериді. Кейбір ұлпалар мен жасушалардағы гликолиз реакциясы тек осылай ғана болуы мүмкін, мысалы, ми мен бауырдың нефрон жасушаларында. Бұл органдарда глюкозаны тотықтырудың басқа әдістері қолданылмайды. Бірақ гликолиздің функциялары барлық жерде бірдей бола бермейді. Мысалы, май тіндері мен бауыр ас қорыту процесінде глюкозадан майлардың синтезі үшін қажетті субстраттарды алады. Көптеген өсімдіктер энергияның негізгі бөлігін алу тәсілі ретінде гликолизді пайдаланады.
