Co studuje biochemie?Glykolýza je vážný enzymatický proces rozpadu glukózy, který probíhá v tkáních zvířat a lidí bez použití kyslíku. Je to on, koho biochemici považují za způsob získání molekul kyseliny mléčné a ATP.
Definice
Co je to aerobní glykolýza? Biochemie považuje tento proces za jediný proces charakteristický pro živé organismy, který dodává energii.
To je tímto procesem, že zvířecí organismusa člověk je schopen vykonávat některé fyziologické funkce po určitou dobu v podmínkách nedostatku kyslíku.
Pokud se proces rozpadu glukózy provádí za účasti kyslíku, dochází k aerobní glykolýze.
Jaká je jeho biochemie? Glykolýza je považována za první stupeň oxidace glukózy na vodu a oxid uhličitý.
Stránky historie
Termín „glykolýza“ použil Lepin na koncidevatenáctého století pro proces snižování hladiny glukózy v krvi, který byl odebrán z oběhového systému. Některé mikroorganismy podstupují fermentační procesy podobné glykolýze. Pro takovou transformaci se používá jedenáct enzymů a většina z nich je izolována v homogenní, vysoce purifikované nebo krystalické formě, jejich vlastnosti jsou dobře studovány. Tento proces probíhá v hyaloplazmě buňky.
Specifika procesu
Jak probíhá glykolýza? Biochemie je věda, ve které je tento proces považován za vícestupňovou reakci.
První enzymatická reakce glykolýzy, fosforylace, je spojena s přenosem molekul ortofosfátu ATP na glukózu. Enzym hexokináza v tomto procesu působí jako katalyzátor.
Produkce glukóza-6-fosfátu v tomto procesu je vysvětlena uvolňováním významného množství energie ze systému, to znamená, že dochází k nevratnému chemickému procesu.
Působí enzym, jako je hexokinázakatalyzátor fosforylace nejen samotné D-glukózy, ale také D-manózy, D-fruktózy. Kromě hexokinázy obsahují játra další enzym, glukokinázu, který katalyzuje proces fosforylace jedné D-glukózy.
Druhá fáze
Jak vysvětluje druhá fáze tohoto procesumoderní biochemie? Glykolýzou v této fázi dochází k přechodu glukóza-6-fosfátu pod vlivem hexosa fosfát izomerázy na novou látku - fruktóza-6-fosfát.
Proces probíhá ve dvou vzájemně opačných směrech, nevyžaduje kofaktory.
Třetí etapa
Je spojena s fosforylací výslednéhofruktóza-6-fosfát s použitím molekul ATP. Urychlovačem tohoto procesu je enzym fosfofruktokináza. Reakce je považována za nevratnou, probíhá v přítomnosti kationtů hořčíku, je považována za pomalu probíhající fázi této interakce. Je to ona, kdo je základem pro stanovení rychlosti glykolýzy.
Fosfofruktokináza je jedním ze zástupcůalosterické enzymy. Je inhibován molekulami ATP, stimulován AMP a ADP. V případě cukrovky, během hladovění, stejně jako v mnoha dalších podmínkách, při nichž se konzumuje velké množství tuku, se obsah citrátů v tkáňových buňkách několikrát zvyšuje. Za takových podmínek dochází k významné inhibici plné aktivity fosfofruktokinázy citrátem.
Pokud poměr ATP k ADP dosáhne významných hodnot, je inhibována fosfofruktokináza, což zpomaluje glykolýzu.
Jak lze zvýšit glykolýzu?Biochemie navrhuje snížit faktor intenzity. Například v nefunkčním svalu je aktivita fosfofruktokinázy nízká, ale zvyšuje se koncentrace ATP.
Během svalové práce je pozorováno významné použití ATP, které způsobuje zvýšení hladiny enzymu a urychluje proces glykolýzy.
Čtvrtá etapa
Katalyzátor pro tuto část glykolýzy jeenzym aldoláza. Díky němu dochází k reverzibilnímu rozdělení látky na dvě fosfotriosy. Rovnováha je stanovena na různých úrovních v závislosti na hodnotě teploty.
Jak vysvětluje biochemie, co se děje? Se zvyšující se teplotou probíhá glykolýza ve směru přímé reakce, jejímž produktem je glyceraldehyd-3-fosfát a dioxyacetonfosfát.
Zbývající fáze
Pátým stupněm je proces izomerace fosforečnanů triosy. Proces je katalyzován enzymem triosa fosfát izomerázou.
Šestá reakce shrnujezískání kyseliny 1,3-difosforečné-glycerové v přítomnosti NAD fosfátu jako akceptoru vodíku. Právě tato anorganická látka vždy odstraňuje vodík z glycerálu. Výsledná vazba je křehká, ale je bohatá na energii a po rozštěpení se získá kyselina 1,3-difosfoglycerová.
Sedmý stupeň je katalyzován fosfoglycerátkinázou, zahrnuje přenos energie z fosfátového zbytku na ADP za vzniku 3-fosfoglycerové kyseliny a ATP.
V osmé reakci dochází k intramolekulárnímu přenosufosfátová skupina, zatímco je pozorována transformace 3-fosfoglycerové kyseliny na 2-fosfoglycerát. Proces je reverzibilní; proto se k jeho implementaci používají kationty hořčíku.
Kofaktorem enzymu v této fázi je kyselina 2,3-difosfoglycerová.
Devátá reakce zahrnuje přechodKyselina 2-fosfoglycerová na fosfoenolpyruvát. Urychlovačem tohoto procesu je enzym enoláza, který je aktivován kationty hořčíku, a fluorid v tomto případě působí jako inhibitor.
Desátá reakce pokračuje rozbitím vazby a přenosem energie fosfátového zbytku na ADP z kyseliny fosfoenolpyrohroznové.
Jedenáctá fáze je spojena s redukcí kyseliny pyrohroznové a získáním kyseliny mléčné. Tato transformace vyžaduje účast enzymu laktátdehydrogenázy.
Jak lze obecně popsat glykolýzu? Reakce, jejichž biochemie byla diskutována výše, se redukují na redukci glykolytickou oxidací, doprovázenou tvorbou molekul ATP.
Hodnota procesu
Podívali jsme se na to, jak to popisuje biochemie glykolýzy(reakce). Biologický význam tohoto procesu spočívá v získávání fosfátových sloučenin s velkým přísunem energie. Pokud první stupeň spotřebuje dvě molekuly ATP, je stupeň spojen s tvorbou čtyř molekul této sloučeniny.
Jaká je jeho biochemie?Glykolýza a glukoneogeneze mají energetickou účinnost: pro 2 molekuly ATP existuje 1 molekula glukózy. Energetická změna během tvorby dvou molekul kyselin z glukózy je 210 kJ / mol. 126 kJ listy ve formě tepla, 84 kJ se hromadí ve fosfátových vazbách ATP. Terminální vazba má energetickou hodnotu 42 kJ / mol. Biochemie se zabývá podobnými výpočty. Aerobní a anaerobní glykolýza má účinnost 0,4.
Zajímavé fakty
V důsledku četných experimentůke stanovení přesných hodnot každé glykolýzní reakce probíhající v neporušených lidských erytrocytech. Osm glykolýzních reakcí se blíží termodynamické rovnováze, tři procesy jsou spojeny s významným poklesem hodnoty volné energie a jsou považovány za nevratné.
Co je to glukoneogeneze?Biochemie procesu spočívá v rozpadu sacharidů, ke kterému dochází v několika fázích. Kontrolu nad každým stupněm provádějí enzymy. Například v tkáních charakterizovaných aerobním metabolizmem (tkáně srdce a ledvin) je regulován izoenzymy LDH1 a LDH2. Jsou inhibovány malým množstvím pyruvátu, v důsledku čehož není povolena syntéza kyseliny mléčné a je dosaženo úplné oxidace acetyl-CoA v cyklu trikarboxylové kyseliny.
Čím jiným se vyznačuje anaerobní glykolýza? Biochemie například zahrnuje zahrnutí dalších sacharidů do procesu.
Výsledkem laboratorního výzkumu to bylo možnézjistit, že asi 80% fruktózy, která vstupuje do lidského těla spolu s jídlem, je metabolizována v játrech. Zde probíhá proces jeho fosforylace na fruktóza-6-fosfát, enzym hexokináza působí jako katalyzátor tohoto procesu.
Tento proces je inhibován glukózou.Výsledná sloučenina se v několika fázích převádí na glukózu, doprovázenou eliminací kyseliny fosforečné. Kromě toho jsou také možné jeho následné transformace na jiné organické sloučeniny obsahující fosfor.
Pod vlivem ATP a fosfofruktokinázy bude fruktóza-6-fosfát produkovat fruktóza-1,6-difosfát.
Poté je tato látka metabolizována postupně,charakteristika glykolýzy. Svaly a játra obsahují ketohexokinázu, která může urychlit proces fosforylace fruktózy na sloučeninu obsahující fosfor. Proces není blokován glukózou a výsledný fruktóza-1-fosfát se rozkládá působením ketózy-1-fosfataldolázy na glyceraldehyd a dihydroxyaceton fosfát. D-glyceraldehyd pod vlivem triosokinázy vstupuje do fosforylace, nakonec se uvolňují molekuly ATP a získává se dihydroxyacetonfosfát.
Vrozené anomálie
Biochemikům se podařilo určit nějaké vrozenéabnormality spojené s metabolismem fruktózy. Tento jev (esenciální fruktosurie) je spojen s biologickým nedostatkem obsahu enzymu ketohexokinázy v těle, proto jsou všechny procesy rozpadu tohoto sacharidu inhibovány glukózou. Důsledkem takového porušení je akumulace fruktózy v krvi. U fruktózy je renální práh nízký, takže fruktosurii lze detekovat při koncentraci sacharidů v krvi asi 0,73 mmol / l.
Účast na biosyntéze galaktózy
Galaktóza vstupuje do těla s jídlem,se v trávicím traktu rozpadá na glukózu a galaktózu. Nejprve se tento sacharid přemění na galaktóza-1-fosfát a galaktokináza působí jako katalyzátor procesu. Dále dochází k transformaci sloučeniny obsahující fosfor na glukóza-1-fosfát. V této fázi se také tvoří uridindifosfogalaktóza a UDP-glukóza. Další fáze procesu probíhají podle schématu podobného rozkladu glukózy.
Kromě této cesty metabolismu galaktózy je možné i druhé schéma. Nejprve se také tvoří galaktóza-1-fosfát, ale následné fáze jsou spojeny s tvorbou molekul UTP a glukóza-1-fosfátu.
Z mnoha patologických stavův souvislosti s metabolizmem sacharidů zaujímá zvláštní místo galaktosémie. Tento jev je spojen s recesivně dědičným onemocněním, při kterém hladina cukru v krvi stoupá v důsledku galaktózy a dosahuje 16,6 mmol / l. Současně prakticky nedochází ke změně obsahu glukózy v krvi. Kromě galaktózy se v takových případech hromadí v krvi také galaktóza-1-fosfát. Děti, u kterých byla diagnostikována galaktosemie, mají mentální retardaci a také kataraktu.
Jak poruchy metabolismu sacharidů rostoupokles, důvodem je rozpad galaktózy po druhé cestě. Vzhledem k tomu, že se biochemikům podařilo zjistit podstatu procesu, bylo možné vypořádat se s problémy souvisejícími s neúplným rozkladem glukózy v těle.
