Mit tanul a biokémia?A glikolízis a glükóz lebontásának súlyos enzimatikus folyamata, amely állatok és emberek szövetében oxigén felhasználása nélkül megy végbe. Őt tartják a biokémikusok a tejsav- és ATP-molekulák megszerzésének módjaként.
meghatározás
Mi az aerob glikolízis? A biokémia ezt a folyamatot tekinti az egyetlen élő szervezetekre jellemző folyamatnak, amely energiát szolgáltat.
Ezen a folyamaton keresztül valósul meg az állati organizmusés egy személy képes bizonyos ideig bizonyos fiziológiai funkciókat ellátni elégtelen oxigén esetén.
Ha a glükóz lebontásának folyamatát oxigén részvételével hajtják végre, aerob glikolízis következik be.
Mi a biokémiája? A glikolízist a glükóz vízré és szén-dioxiddá történő oxidációjának első szakaszának tekintik.
A történelem oldalai
A "glikolízis" kifejezést Lepin használta a végénszázadi vércukorszint-csökkentési folyamatra, amelyet kivontak a keringési rendszerből. Néhány mikroorganizmus fermentációs folyamatokon megy keresztül, amelyek hasonlóak a glikolízishez. Egy ilyen átalakuláshoz tizenegy enzimet használnak, és a legtöbbjüket homogén, nagymértékben tisztított vagy kristályos formában izolálják, tulajdonságaik jól tanulmányozottak. Ez a folyamat a sejt hialoplazmájában megy végbe.
A folyamat sajátosságai
Hogyan halad a glikolízis? A biokémia olyan tudomány, amelyben ezt a folyamatot többlépcsős reakciónak tekintik.
A glikolízis első enzimatikus reakciója, a foszforiláció az ortofoszfát-ATP-molekulák glükózzá történő transzferjéhez kapcsolódik. A hexokináz enzim katalizátorként működik ebben a folyamatban.
A glükóz-6-foszfát előállítása ebben a folyamatban azzal magyarázható, hogy jelentős mennyiségű energia szabadul fel a rendszerből, vagyis visszafordíthatatlan kémiai folyamat megy végbe.
Egy enzim, például a hexokináz hatkatalizátor nemcsak maga a D-glükóz, hanem a D-mannóz, a D-fruktóz foszforilezéséhez is. A hexokináz mellett a máj tartalmaz egy másik enzimet, a glükokinázt, amely egy D-glükóz foszforilezési folyamatát katalizálja.
A második szakasz
Amint ezt a folyamat második szakasza megmagyarázzamodern biokémia? A glikolízis ebben a szakaszban a glükóz-6-foszfát átmenete a hexóz-foszfát-izomeráz hatása alatt egy új anyaggá - fruktóz-6-foszfáttá.
A folyamat két, egymással ellentétes irányban halad, nem igényel kofaktort.
Harmadik szakasz
A kapott anyag foszforilezésével járfruktóz-6-foszfát ATP molekulák alkalmazásával. Ennek a folyamatnak a gyorsítója a foszfofruktokináz enzim. A reakció visszafordíthatatlannak tekinthető, magnézium-kationok jelenlétében fordul elő, ennek az interakciónak lassan haladó szakaszának számít. Ő az alapja a glikolízis sebességének meghatározásához.
A foszfofruktokináz az egyik képviselőjealloszterikus enzimek. ATP-molekulák gátolják, AMP és ADP stimulálják. Cukorbetegség esetén az éhezés alatt, valamint sok más olyan körülmények között, amelyekben nagy mennyiségű zsírt fogyasztanak, a szövetsejtek citráttartalma többször megnő. Ilyen körülmények között a foszfofruktokináz teljes aktivitását jelentősen gátolja a citrát.
Ha az ATP és az ADP aránya jelentős értéket ér el, a foszfofruktokináz gátlódik, ami lelassítja a glikolízist.
Hogyan növelhető a glikolízis?A biokémia javasolja ennek intenzitási tényező csökkentését. Például egy nem működő izomban a foszfofruktokináz aktivitása alacsony, de az ATP koncentrációja növekszik.
Az izommunka során jelentős ATP-felhasználás figyelhető meg, amely az enzim szintjének növekedését okozza, felgyorsítja a glikolízis folyamatát.
Negyedik szakasz
A glikolízis ezen részének katalizátoraenzim aldoláz. Neki köszönhetően az anyag reverzibilis kettéosztása két foszfotriózra történik. Az egyensúly a hőmérséklet értékétől függően különböző szinteken jön létre.
Hogyan magyarázza a biokémia a történteket? A hőmérséklet emelkedésével a glikolízis egy közvetlen reakció irányában halad, amelynek terméke a glicerinaldehid-3-foszfát és a dioxi-aceton-foszfát.
A hátralévő szakaszok
Az ötödik szakasz a trióz-foszfátok izomerizációs folyamata. A folyamatot a trióz-foszfát-izomeráz enzim katalizálja.
A hatodik reakció összefoglalja1,3-difoszforsav-sav előállítása NAD-foszfát jelenlétében hidrogén-akceptorként. Ez a szervetlen szer mindig eltávolítja a hidrogént a glicerinből. A kapott kötés törékeny, de energiában gazdag, és lehasítva 1,3-difoszfoszlicersavat kapunk.
A hetedik fázist a foszfoglicerát-kináz katalizálja, magában foglalja a foszfátmaradékból az ADP-be történő energiaátvitelt, 3-foszfoglicerinsav és ATP képződésével.
A nyolcadik reakcióban intramolekuláris transzfer zajlik lefoszfátcsoport, míg a 3-foszfoglicerinsav átalakulása 2-foszfogliceráttá figyelhető meg. A folyamat reverzibilis, ezért megvalósításához magnéziumkationokat használnak.
Az enzim kofaktora ebben a szakaszban a 2,3-difoszfoszlicersav.
A kilencedik reakció átmenetet jelent2-foszfoglicerinsav-foszfoenol-piruvát. Ennek a folyamatnak a gyorsítója az enoláz enzim, amelyet a magnéziumkationok aktiválnak, és a fluorid ebben az esetben gátlóként működik.
A tizedik reakció a kötés megszakadásával és a foszfát-maradék energiájának a foszfoenol-pironsav ADP-jéhez való továbbításával megy végbe.
A tizenegyedik szakasz a pironsav redukciójával jár együtt, tejsavat kapva. Ehhez az átalakuláshoz a laktát-dehidrogenáz enzim részvételére van szükség.
Hogyan írható le a glikolízis általában? A reakciókat, amelyek biokémiáját fentebb tárgyaltuk, glikolitikus oxidoredukcióvá redukáljuk, az ATP-molekulák képződésével együtt.
Folyamatérték
Megnéztük, hogyan írja le a glikolízis biokémiája(reakciók). Ennek a folyamatnak a biológiai jelentősége abban áll, hogy nagy energiaellátással foszfátvegyületeket nyerünk. Ha az első szakasz két ATP molekulát emészt fel, akkor a szakasz ennek a vegyületnek négy molekulája képződésével jár.
Mi a biokémiája?A glikolízisnek és a glükoneogenezisnek energiahatékonysága van: 2 ATP molekulához 1 glükózmolekula tartozik. Az energiaváltozás két savmolekula glükózból történő képződése során 210 kJ / mol. 126 kJ levél hő formájában, 84 kJ felhalmozódik az ATP foszfátkötéseiben. A terminális kötés energiaértéke 42 kJ / mol. A biokémia hasonló számításokkal foglalkozik. Az aerob és az anaerob glikolízis hatékonysága 0,4.
Érdekes tények
Számos kísérlet eredményekénthogy meghatározzuk az intakt emberi vörösvértestekben lejátszódó minden glikolízis reakció pontos értékét. Nyolc glikolízis reakció közel áll a termodinamikai egyensúlyhoz, három folyamat a szabad energia értékének jelentős csökkenésével jár és visszafordíthatatlannak tekinthető.
Mi a glükoneogenezis?A folyamat biokémiája a szénhidrátok lebontásában áll, amely több szakaszban történik. Az egyes szakaszok ellenőrzését enzimek végzik. Például az aerob anyagcserével jellemzett szövetekben (szív- és veseszövetek) az LDH1 és LDH2 izoenzimek szabályozzák. Kis mennyiségű piruvát gátolja őket, aminek következtében a tejsav szintézise nem megengedett, az acetil-CoA teljes oxidációja a trikarbonsav ciklusban valósul meg.
Mi jellemzi még az anaerob glikolízist? A biokémia például magában foglalja más szénhidrátok bevonását a folyamatba.
A laboratóriumi kutatások eredményeként lehetséges voltannak megállapítása, hogy az emberi testbe az étellel együtt bejutó fruktóz mintegy 80% -a metabolizálódik a májban. Itt zajlik a foszforilezés folyamata fruktóz-6-foszfáttá, a hexokináz enzim katalizátorként működik ebben a folyamatban.
Ezt a folyamatot a glükóz gátolja.A kapott vegyületet több lépésben glükózzá alakítják át, a foszforsav eliminációjával együtt. Ezenkívül lehetséges annak későbbi átalakulása más foszfortartalmú szerves vegyületekké.
Az ATP és a foszfofruktokináz hatása alatt a fruktóz-6-foszfát fruktóz-1,6-difoszfátot termel.
Ezután ez az anyag szakaszosan metabolizálódik,a glikolízisre jellemző. Az izmok és a máj ketohexokinázt tartalmaznak, amely felgyorsíthatja a fruktóz foszfor-tartalmú vegyületté történő foszforilezését. A folyamatot nem blokkolja a glükóz, és a kapott fruktóz-1-foszfátot a ketóz-1-foszfataldoláz gliceraldehiddé és dihidroxi-aceton-foszfáttá bontja. A D-glicerinaldehid triozokináz hatására foszforileződik, végül ATP-molekulák szabadulnak fel, és dihidroxi-aceton-foszfátot nyernek.
Veleszületett rendellenességek
A biokémikusoknak sikerült néhány veleszületettet azonosítaniuka fruktóz metabolizmusával kapcsolatos rendellenességek. Ez a jelenség (esszenciális fruktozuria) a szervezetben a ketohexokinase enzim tartalmának biológiai hiányával jár, ezért a szénhidrát lebontásának minden folyamatát gátolja a glükóz. Az ilyen jogsértés következménye a fruktóz felhalmozódása a vérben. A fruktóz esetében a vese küszöbértéke alacsony, így a fruktozuria körülbelül 0,73 mmol / l vér szénhidrátkoncentrációnál kimutatható.
Részvétel a galaktóz bioszintézisében
A galaktóz étellel kerül a testbe,az emésztőrendszerben lebomlik glükózzá és galaktózzá. Először is, ez a szénhidrát galaktóz-1-foszfáttá alakul át, és a galaktokináz katalizátorként működik a folyamatban. Ezenkívül a foszfortartalmú vegyület átalakulása glükóz-1-foszfáttá válik. Ebben a szakaszban uridin-difoszfogalaktóz és UDP-glükóz is képződik. A folyamat következő szakaszai a glükóz lebontásához hasonló séma szerint haladnak.
A galaktóz-anyagcsere ezen útján kívül a második séma is lehetséges. Először galaktóz-1-foszfát is képződik, de a következő szakaszok az UTP és a glükóz-1-foszfát molekulák kialakulásához kapcsolódnak.
A sok kóros állapot közülszénhidrát-anyagcseréhez kapcsolódva különleges helyet foglal el a galaktozémia. Ez a jelenség egy recesszíven öröklődő betegséghez kapcsolódik, amelyben a vércukorszint a galaktóz hatására emelkedik és eléri a 16,6 mmol / l-t. Ugyanakkor a vércukorszintben gyakorlatilag nincs változás. A galaktóz mellett ilyen esetekben a galaktóz-1-foszfát is felhalmozódik a vérben. A galaktozémiát diagnosztizált gyermekek mentális retardációval és szürkehályoggal is rendelkeznek.
A szénhidrát anyagcsere rendellenességeinek növekedésévelcsökkenése, ennek oka a galaktóz lebontása a második út mentén. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a biokémikusoknak sikerült kideríteniük a folyamat lényegét, lehetővé vált a szervezetben a glükóz hiányos lebontásával kapcsolatos problémák kezelése.
