«A glikolízis első lépései
A glikolízis második fázisában használt első enzim az glicerraldehid-3-foszfát-dehidrogenáz; A dehidrogenázok olyan enzimek, amelyek katalizálják a redukáló erő átvitelét egy redukáló molekulából, amely oxidálódik egy másik redukált molekulává (redox reakció). Ennek az enzimnek a szubsztrátjai a NAD (nikotidamid -adenin -dinukleotid) és a FAD (flavin -adenin -dinukleotid).
Ebben a lépésben a dehidrogenáz katalizálja a glicerraldehid-3-foszfát 1,3-biszfoszfogliceráttá való átalakulását: ugyanazon katalitikus helyen az aldehidcsoport karboxilcsoporttá oxidálódik, ennek következtében a NAD + NADH-ra redukálódik, és ezt követően a karboxilcsoport képes hogy anhidridkötést hozzanak létre ortofoszfáttal. Az első folyamat nagyon exergonikus (energiát szabadít fel), míg a második nagyon exergonikus (energiát igényel); ha nem lenne katalizátorhely, a globális reakció nem játszódna le: az első reakció az energia felszabadulásával jön létre, amely hőként diszpergálódik, és ezért nem használható fel az anhidrid -kötés kialakítására.
Az 1,3-biszfoszfoglicerát képződése után az enzim visszatér a kiindulási szerkezetéhez, és készen áll arra, hogy új szubsztráton hatjon.
Aztán jön a foszfoglicerát kináz amely lehetővé teszi egy foszforil átvitelét 1,3-biszfoszfoglicerátból ADP molekulába; ATP-t kaptunk (egy ATP minden glicerraldehid-3-foszfát molekulához, tehát két ATP-t minden kezdeti glükózmolekulához), amely kompenzálja a a glikolízis első fázisa.
Az arzénát-anion (AsO43-) befolyásolja a glikolitikus útvonalat, mivel helyettesítheti a foszfátot a glikolízis második fázisának első reakciójában, így 1-arzén-3-foszfoglicerát keletkezik, amely nagyon instabil és amint katalizátormentes hidrolizál, és felszabadítja az "arzenátot", amely visszatér a keringésbe. Ezért az arzenát utánozza a foszfát hatását, és belép a katalitikus helyre: az arzenát jelenlétében az ATP-t (1,3-biszfoszfogliceráttól 3-foszfoglicerátig) előállító reakció nem megy végbe, mert a 3-foszfát-glicerraldehid közvetlenül 3-foszfogliceráttá alakul; ATP hiányában a sejtek elpusztulnak (arzénsav mérgezés).
Az oxidatív fázis harmadik reakciójában a 3-foszfoglicerát 2-foszfogliceráttá alakul át a foszfoglicerát -mutáz; a reakció 2,3-biszfoszfoglicerát köztiterméket tartalmaz.
A következő lépésben egy enzim lép közbe enoláz amely képes katalizálni egy vízmolekula eltávolítását a 2-foszfoglicerát széntartalmú vázából, és így megkapja a pirivált foszfoenolt (PEP);
A PEP nagy potenciállal rendelkezik a foszforil átvitelére: egy enzim hatására transzferál piruvát kináz, foszforilcsoporttal ADP -re, és így ATP -t kapunk a második fázis ötödik lépésében, és piruvátot kapunk.
A 2-foszfoglicerátnak és a 3-foszfoglicerátnak alacsony a foszforil átviteli teljesítménye, ezért a molekulákból ATP előállításához a 3-foszfoglicerát a glikolízis során 2-foszfogliceráttá alakul, mivel ez utóbbiból nyerik a PEP-t. nagy átviteli potenciállal rendelkező fajok.
Mielőtt folytatnánk, nyissunk zárójelet a 2,3-biszfoszfogliceráttal kapcsolatban; ez utóbbi minden olyan sejtben jelen van, amelyben a glikolízis nagyon alacsony koncentrációban megy végbe (ez a glikolízis második fázisának harmadik reakciójának közbenső terméke). Másrészről az eritrocitákban a 2,3-biszfoszfoglicerát stacionárius koncentrációja 4-5 mM (maximális koncentráció), mivel enzimatikus örökséggel rendelkeznek, amelynek feladata az előállítása; az eritrocitákban eltérés van a glikolízistől 2,3-biszfoszfoglicerát előállításához: az 1,3-biszfoszfoglicerát 2,3-biszfoszfogliceráttá alakul át a biszfoszfoglicerát -mutáz (eritrocita) és 2,3-biszfoszfoglicerát, a biszfoszfoglicerát foszfatáz (eritrocita) 3-foszfogliceráttá válik. Ezután az eritrocitákban a glikolízis során kapott 1,3-biszfoszfoglicerát egy része 2,3-biszfoszfogliceráttá alakul, amely ezután visszatér a glikolitikus útvonalhoz 3-foszfoglicerát formájában; ezáltal az oxidatív fázis harmadik lépése A glikolízis, amelyből az ATP-t nyerik. Az elveszett ATP mennyisége az az ár, amelyet egy eritrocita hajlandó fizetni azért, hogy megtartsa a 2,3-biszfoszfoglicerát koncentrációját, amelyre ezeknek a sejteknek szüksége van, mert ez befolyásolja a "hemoglobin megkötési képességét".
Láttuk, hogy a glikolízis második fázisának első reakciójában a NAD + NADH -ra redukálódik, de szükséges, hogy a piruvát megszerzése után a NADH -t NAD + -vá alakítsák át: ez a tejsavas fermentáció során következik be (laktátot kapunk) vagy alkoholos erjesztéssel (a piruvát -dekarboxiláz, amely dekarboxilálja a piruvátot, és egy dehidrogenáz, amely etanolt képez); az erjedések nem járnak oxigénnel (anaerobok).
A tejsavas erjedés miatt a tejsav, ha nem megfelelően selejteződik, felhalmozódik az izmokban, és a H +felszabadulásával akaratlan izomösszehúzódást, és ezért görcsöket okoz; az erős stresszben szenvedő izom pH -értéke is elérheti a 6,8 -at.
A Cori -ciklus során az izom fáradtságának egy része a májba kerül, amikor az izom túlterhelt. Tegyük fel, hogy az izom oxigénellátás nélkül működik (téves feltételezés): ha az izom mérsékelten dolgozik, az összehúzódáshoz szükséges ATP -t kizárólag glikolízis biztosítja. Ha az izom aktivitása növekszik, és további ATP szükséges, gyorsítsa fel az aerob anyagcserét, átalakítva laktátot, amelyet így ártalmatlanítanak, glükózzá alakítják. A valóságban az izom kihasználja az aerob anyagcserét: ha rendelkezésre áll oxigén, az izom mindenekelőtt az aerob anyagcsere által biztosított ATP -t használja ki, és ha nincs több oxigén, akkor az anaerob anyagcsere felgyorsul a Cori -cikluson keresztül . Ez a ciklus feltételezi, hogy a laktát az izomból a májba kerül, ahol az energia felhasználásával több glükóz termelődik, ami visszatér az izomba. Ezen a cikluson keresztül az izomban elfogyasztott ATP egy részét a máj biztosítja, a glükoneogenezis folyamatán keresztül képes glükózt termelni, amelyet az izom felhasználhat ATP előállításához.
Az eddig leírt glükóz-anyagcsere nem tartalmaz oxigént, de a glükóz aerob anyagcseréje lehetővé teszi 17-18-szor nagyobb mennyiségű ATP előállítását, mint a glikolitikus úton, ezért amikor a sejtnek lehetősége van választani az aerob és az ed. anaerobe, az előbbinek kedvez.
Az aerob anyagcsere során a piruvát belép a mitokondriumokba, ahol átalakul, és végül szén -dioxidot és vizet nyer; ily módon 34 molekula ATP -t kapunk a lebontott glükóz minden molekulájához.
