Glicoliza este întregul set de procese pe care corpul le execută automat. După cum se știe, omul are nevoie de multă energie pentru a-și putea desfășura toate activitățile zilnice, pentru aceasta trebuie să mențină o dietă bună bazată pe legume, proteine, fructe și, mai presus de toate, să aibă încorporarea uneia dintre cele mai importante surse de energie, de exemplu, glucoza. Glucoza pătrunde în organism prin alimente și în diferite forme chimice care vor fi transformate ulterior în altele, acest lucru se întâmplă din diferite procese metabolice.
Ce este glicoliza
Cuprins
Glicoliza reprezintă modul în care organismul inițiază descompunerea moleculelor de glucoză pentru a obține o substanță care poate furniza energie organismului. Aceasta este calea metabolică responsabilă de oxidarea glucozei, pentru a dobândi energie pentru celulă. Reprezintă cel mai imediat mod de a capta această energie, în plus, este una dintre căile care sunt, în general, alese în cadrul metabolismului glucidic.
Printre funcțiile sale, este de a genera molecule cu energie ridicată NADH și ATP ca fiind cauza originii energiei celulare în procesele de fermentare și respirație aerobă.
O altă funcție pe care o îndeplinește glicoliza este crearea piruvatului (o moleculă de bază în metabolismul celular) care trece în ciclul respirației celulare ca element al respirației aerobe. În plus, generează 3 și 6 intermediari de carbon, care sunt utilizați în mod obișnuit în diferite procese celulare.
Glicoliza este alcătuită din 2 etape, fiecare este alcătuită din 5 reacții. Etapa numărul 1 cuprinde primele cinci reacții, apoi molecula originală de glucoză este transformată în două molecule de 3-fosfogliceraldehidă.
Această etapă se numește, în general, etapa pregătitoare, adică este aici când glucoza este împărțită în două molecule de câte 3 carboni; încorporând doi acizi fosforici (două molecule de gliceraldehidă 3 fosfat). De asemenea, este posibil ca glicoliza să apară la plante, în general aceste informații tind să fie explicate în glicoliză pdf.
Descoperirea glicolizei
În 1860 au fost efectuate primele studii legate de enzima glicolizei, care au fost pregătite de Louis Pasteur, care a descoperit că fermentația are loc datorită intervenției diferitelor microorganisme, ani mai târziu, în 1897, Eduard Buchner a descoperit un extract celulă care ar putea provoca fermentarea.
În 1905 a fost adusă o altă contribuție la teorie, întrucât Arthur Harden și William Young au stabilit că fracțiile celulare ale masei moleculare sunt necesare pentru ca fermentația să aibă loc, cu toate acestea, aceste mase trebuie să fie ridicate și sensibile la căldură, adică trebuie să fie enzime.
De asemenea, au susținut că este necesară o fracție citoplasmatică cu o masă moleculară mică și rezistență la căldură, adică coenzime de tipul ATP, ADP și NAD +. Au existat mai multe detalii care au fost confirmate în 1940 cu intervenția lui Otto Meyerhof și a lui Luis Leloir care i s-au alăturat câțiva ani mai târziu. Au avut unele dificultăți în determinarea căii de fermentare, inclusiv durata scurtă de viață și concentrațiile scăzute de intermediari în reacțiile glicolitice care au ajuns întotdeauna rapide.
Mai mult, s-a arătat că enzima glicoliză apare în citosolul celulelor eucariote și procariote, dar în celulele vegetale, reacțiile glicolitice au fost în ciclul calvin, care apare în cloroplaste. Organismele antice filogenetic sunt incluse în conservarea acestei căi, motiv pentru care este considerată una dintre cele mai vechi căi metabolice. Odată ce această glicoliză sumară este terminată, putem vorbi pe larg despre ciclurile sau fazele sale.
Ciclul glicolizei
După cum sa menționat anterior, există o serie de faze sau cicluri în glicoliză care sunt de cea mai mare importanță, acestea sunt faza de consum de energie și faza de beneficii energetice, care pot fi explicate ca o schemă de glicoliză sau pur și simplu prin enumerarea fiecărei reacții de glicoliză. Acestea, la rândul lor, sunt împărțite în 4 părți sau elemente fundamentale care vor fi explicate în detaliu mai jos.
Faza de cheltuieli energetice
Este o fază care este responsabilă pentru transformarea unei molecule de glucoză în două molecule de gliceraldehidă, cu toate acestea, pentru ca acest lucru să se întâmple, sunt necesare 5 etape, acestea sunt hexokinază, glucoză-6-P izomerază, fosfofructokinază, aldolază și trioză. fosfat izomerază, care va fi detaliat mai jos:
- Hexokinaza: pentru a crește energia glucozei, glicoliza trebuie să genereze o reacție, aceasta este fosforilarea glucozei. Acum, pentru ca această activare să aibă loc, este necesară o reacție catalizată de enzima hexokinazei, adică un transfer al unei grupări fosfat din ATP, care poate fi adăugată dintr-o grupare fosfat într-o serie de molecule care sunt similar glucozei, inclusiv manoză și fructoză. Odată ce apare această reacție, poate fi utilizată în alte procese, dar numai atunci când este necesar.
- Glucoza-6-P izomeraza: acesta este un pas foarte important, deoarece aici este definită geometria moleculară care va afecta fazele critice în glicoliză, prima este cea care adaugă gruparea fosfat la produsul de reacție, a doua este atunci când vor fi create cele două molecule de gliceraldehidă, care, în cele din urmă, vor fi precursorii piruvatului. Glucoza 6 fosfat este izomerizată în fructoză 6 fosfat în această reacție și o face prin enzima glucoză 6 fosfat izomerază.
- Fosfructructinază: în acest proces de glicoliză, fosforilarea fosfatului de fructoză 6 se efectuează la carbonul 1, în plus, cheltuielile unui ATP se efectuează prin enzima fosfofructocinază 1, mai bine cunoscută sub numele de PFK1.
Datorită tuturor celor de mai sus, fosfatul are o energie scăzută de hidroliză și un proces ireversibil, obținând în final un produs numit fructoză 1,6 bisfosfat. Calitatea ireversibilă este imperativă deoarece o transformă într-un punct de control al glicolizei, de aceea este plasată în aceasta și nu în prima reacție, deoarece există și alte substraturi în afară de glucoză care reușesc să intre în glicoliză.
- Aldolaza: această enzimă reușește să spargă fructoza 1,6 bisfosfat în două molecule de 3 carbon numite trioze, aceste molecule se numesc dihidroxiacetonă fosfat și gliceraldehidă 3 fosfat. Această pauză se face datorită unei condensări aldolice care, de altfel, este reversibilă.
Această reacție are ca principală caracteristică o energie liberă cuprinsă între 20 și 25 Kj / mol și aceasta nu are loc în condiții normale, chiar mai puțin spontan, dar când vine vorba de condiții intracelulare, energia liberă este mică, acest lucru se datorează faptului că există o o concentrație scăzută de substraturi și tocmai aceasta face reacția reversibilă.
- Triose fosfat izomerază: în acest proces de glicoliză, există o energie liberă standard și pozitivă, aceasta generează un proces care nu este favorizat, dar generează o energie liberă negativă, ceea ce face formarea G3P în direcția favorizată. În plus, trebuie luat în considerare faptul că singurul care poate urma pașii rămași ai glicolizei este gliceraldehida 3 fosfat, astfel cealaltă moleculă generată de reacția fosfat dihidroxiacetonă este transformată în gliceraldehidă 3 fosfat.
Există două avantaje în fosforilarea glucozei, primul se bazează pe transformarea glucozei într-un agent metabolic reactiv, al doilea este că se realizează că glucoza 6 fosfat nu poate traversa membrana celulară, foarte diferită de glucoză, deoarece are o sarcină negativă furnizată de grupul fosfat moleculei, în acest fel, face mai complicată traversarea. Toate acestea împiedică pierderea substratului energetic al celulei.
În plus, fructoza are centre alosterice care sunt sensibile la concentrațiile de intermediari, cum ar fi acizii grași și citratul. În această reacție, se eliberează enzima fosfofructokinază 2, care este responsabilă de fosforilarea la carbonul 2 și reglarea acestuia.
În această etapă, numai ATP este consumat în prima și a treia etapă, în plus, trebuie amintit în etapa a patra, se generează o moleculă de gliceraldehidă-3-fosfat, dar în această reacție, se generează o a doua moleculă. Cu aceasta, trebuie înțeles că, de acolo, toate reacțiile următoare apar de două ori, acest lucru se datorează a 2 molecule de gliceraldehidă generate din aceeași fază.
Faza de beneficii energetice
În timp ce energia ATP este consumată în prima fază, în această fază, gliceraldehida devine o moleculă cu mai multă energie, astfel încât în cele din urmă se obține un beneficiu final: 4 molecule ATP. Fiecare dintre reacțiile de glicoliză este explicată în această secțiune:
- Gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenază: în această reacție, fosfatul de gliceraldehidă 3 este oxidat folosind NAD +, doar atunci se poate adăuga un ion fosfat la moleculă, care este realizat de enzima gliceraldehidă 3 fosfat dehidrogenază în 5 etape, în acest mod, mărește energia totală a compusului.
- Fosfoglicerat kinază: în această reacție, enzima fosfoglicerat kinază reușește să transfere grupul fosfat de 1,3 bifosfoglicerat la o moleculă ADP, aceasta generând prima moleculă ATP pe calea beneficiilor energetice. Deoarece glucoza este transformată în două molecule de gliceraldehidă, 2 ATP sunt recuperate în această fază.
- Fosfoglicerat mutazic: ceea ce se întâmplă în această reacție este schimbarea poziției fosfatului C3 în C2, ambele sunt energii foarte similare și reversibile, cu variații ale energiei libere, care este aproape de zero. Aici cele 3 fosfoglicerate obținute din reacția anterioară sunt transformate în 2 fosfoglicerate, cu toate acestea, enzima care catalizează această reacție este fosfogliceratul mutazic.
- Enolază: această enzimă dă formarea unei legături duble în 2 fosfoglicerat, ceea ce determină eliminarea unei molecule de apă care fusese formată din hidrogen din C2 și OH din C3, rezultând astfel fosfoenolpiruvat.
- Piruvat kinază: aici are loc defosforilarea fosfoenolpiruvatului, atunci se obțin enzima piruvat și ATP, o reacție ireversibilă care apare de la piruvat kinază (o enzimă care, de altfel, este dependentă de potasiu și magneziu.
Produse de glicoliză
Deoarece direcția metabolică a intermediarilor din reacții depinde de nevoile celulare, fiecare intermediar poate fi considerat ca produs al reacțiilor, atunci fiecare produs ar fi (în ordine conform reacțiilor explicate anterior) după cum urmează:
- Glucoză 6 fosfat
- Fosfat de fructoză 6
- Fructoza 1,6 bifosfat
- Dihidroxiacetonă fosfat
- Gliceraldehidă 3 fosfat
- 1,3 bifosfoglicerat
- 3 fosfoglicerat
- 2 fosfoglicerat
- Fosfoenolpiruvat
- Piruvat
Gluconeogeneză
Este o cale anabolică în care sinteza glicogenului are loc printr-un simplu precursor, acesta este glucoză 6 fosfat. Glicogeneza apare la nivelul ficatului și mușchiului, dar apare într-o măsură mai mică la acesta din urmă. Se activează prin insulină ca răspuns la niveluri ridicate de glucoză, care pot apărea după consumul alimentelor care conțin carbohidrați.
Gluconeogeneza este creat prin incorporarea de unități de glucoză repetate, care vin sub forma UDP-glucoză la un glicogen splitter care existau anterior și care se bazează pe proteine glicogenin, care este format din două lanțuri autoglicosilan și că, în plus, își pot lega lanțurile de un octamer de glucoză.
