Ano ang pinag-aaralan ng biochemistry? Ang Glycolysis ay isang seryosong enzymatic na proseso ng pagkasira ng glucose na nangyayari sa mga tisyu ng hayop at tao nang hindi gumagamit ng oxygen. Siya ang itinuturing ng mga biochemist bilang isang paraan upang makakuha ng lactic acid at mga molekula ng ATP.
Definition
Ano ang aerobic glycolysis? Itinuturing ng biochemistry ang prosesong ito bilang ang tanging proseso na katangian ng mga buhay na organismo na nagbibigay ng enerhiya.
Sa tulong ng ganoong proseso nagagawa ng organismo ng mga hayop at tao ang ilang partikular na pisyolohikal na pag-andar para sa isang tiyak na tagal ng panahon sa mga kondisyon na walang sapat na oxygen.
Kung ang proseso ng pagkasira ng glucose ay isinasagawa kasama ng oxygen, nangyayari ang aerobic glycolysis.
Ano ang biochemistry nito? Ang Glycolysis ay itinuturing na unang hakbang sa proseso ng pag-oxidize ng glucose sa tubig at carbon dioxide.
Mga Pahina ng Kasaysayan
Ang terminong "glycolysis" ay ginamit ni Lépin noong huling bahagi ng ikalabinsiyam na siglo para sa proseso ng pagbabawas ng glucose sa dugo na inalis mula sa circulatory system. Ang ilang mga microorganism ay may mga proseso ng pagbuburo na katulad ng glycolysis. Para sa mga ganyanAng pagbabagong-anyo ay gumagamit ng labing-isang enzyme, karamihan sa mga ito ay nakahiwalay sa isang homogenous, mataas na purified o mala-kristal na anyo, ang kanilang mga katangian ay mahusay na pinag-aralan. Nagaganap ang prosesong ito sa hyaloplasm ng cell.
Mga detalye ng proseso
Paano nagpapatuloy ang glycolysis? Ang biochemistry ay isang agham kung saan ang prosesong ito ay itinuturing bilang isang multi-stage na reaksyon.
Ang unang enzymatic na reaksyon ng glycolysis, phosphorylation, ay nauugnay sa paglipat ng orthophosphate sa glucose ng mga molekula ng ATP. Ang enzyme hexokinase ay nagsisilbing catalyst sa prosesong ito.
Ang paggawa ng glucose-6-phosphate sa prosesong ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagpapalabas ng malaking halaga ng enerhiya ng system, iyon ay, nagaganap ang isang hindi maibabalik na proseso ng kemikal.
Ang ganitong enzyme bilang hexokinase ay gumaganap bilang isang katalista para sa proseso ng phosphorylation ng hindi lamang D-glucose mismo, kundi pati na rin ang D-mannose, D-fructose. Bilang karagdagan sa hexokinase, mayroong isa pang enzyme sa atay - glucokinase, na nagpapagana sa proseso ng phosphorylation ng isang D-glucose.
Ikalawang yugto
Paano ipinapaliwanag ng modernong biochemistry ang ikalawang yugto ng prosesong ito? Ang glycolysis sa yugtong ito ay ang paglipat ng glucose-6-phosphate sa ilalim ng impluwensya ng hexose phosphate isomerase sa isang bagong substance - fructose-6-phosphate.
Ang proseso ay nagpapatuloy sa dalawang magkasalungat na direksyon, hindi nangangailangan ng mga cofactor.
Ikatlong yugto
Ito ay nauugnay sa phosphorylation ng nagreresultang fructose-6-phosphate sa tulong ng mga molekulang ATP. Ang accelerator ng prosesong ito ay ang enzyme phosphofructokinase. Reaksyonay itinuturing na hindi maibabalik, ito ay nangyayari sa pagkakaroon ng mga magnesium cations, ito ay itinuturing na isang mabagal na nagpapatuloy na yugto ng pakikipag-ugnayan na ito. Siya ang batayan para matukoy ang rate ng glycolysis.
Ang
Phosphofructokinase ay isa sa mga kinatawan ng allosteric enzymes. Pinipigilan ito ng mga molekulang ATP, na pinasigla ng AMP at ADP. Sa kaso ng diabetes, sa panahon ng pag-aayuno, pati na rin sa maraming iba pang mga kondisyon kung saan ang mga taba ay natupok sa malalaking dami, ang citrate na nilalaman sa mga selula ng tisyu ay tumataas nang maraming beses. Sa ilalim ng gayong mga kundisyon, mayroong isang makabuluhang pagsugpo sa ganap na aktibidad ng phosphofructokinase sa pamamagitan ng citrate.
Kung ang ratio ng ATP sa ADP ay umabot sa mga makabuluhang halaga, ang phosphofructokinase ay inhibited, na tumutulong na pabagalin ang glycolysis.
Paano mo madadagdagan ang glycolysis? Ang biochemistry ay nagmumungkahi na bawasan ang intensity factor para dito. Halimbawa, sa hindi gumaganang kalamnan, mababa ang aktibidad ng phosphofructokinase, ngunit tumataas ang konsentrasyon ng ATP.
Kapag gumagana ang kalamnan, mayroong makabuluhang paggamit ng ATP, na nagdudulot ng pagtaas sa antas ng enzyme, na nagiging sanhi ng pagbilis ng proseso ng glycolysis.
Ikaapat na yugto
Ang enzyme aldolase ay ang catalyst para sa bahaging ito ng glycolysis. Salamat sa kanya, ang nababaligtad na paghahati ng sangkap sa dalawang phosphotriose ay nangyayari. Depende sa halaga ng temperatura, itinatatag ang equilibrium sa iba't ibang antas.
Paano ipinapaliwanag ng biochemistry ang nangyayari? Ang glycolysis na may pagtaas ng temperatura ay nagpapatuloy sa direksyon ng isang direktang reaksyon, ang produktona glyceraldehyde-3-phosphate at dihydroxyacetone phosphate.
Iba pang yugto
Ang ikalimang yugto ay ang proseso ng isomerization ng triose phosphates. Ang catalyst para sa proseso ay ang enzyme triose phosphate isomerase.
Ang ikaanim na reaksyon sa anyo ng buod ay naglalarawan sa paggawa ng 1,3-diphosphorglyceric acid sa presensya ng NAD phosphate bilang isang hydrogen acceptor. Ito ang inorganic na ahente na nag-aalis ng hydrogen mula sa glyceraldehyde. Ang resultang bond ay marupok, ngunit ito ay mayaman sa enerhiya, at kapag na-cleaved, 1, 3-diphosphoglyceric acid ang makukuha.
Ang ikapitong hakbang, na na-catalyze ng phosphoglycerate kinase, ay kinabibilangan ng paglipat ng enerhiya mula sa phosphate residue patungo sa ADP upang bumuo ng 3-phosphoglyceric acid at ATP.
Sa ikawalong reaksyon, nangyayari ang isang intramolecular transfer ng phosphate group, habang ang pagbabago ng 3-phosphoglyceric acid sa 2-phosphoglycerate ay sinusunod. Ang proseso ay nababaligtad, kaya ang mga magnesium cation ay ginagamit para sa pagpapatupad nito.
2,3-diphosphoglyceric acid ay gumaganap bilang isang cofactor para sa enzyme sa yugtong ito.
Ang ikasiyam na reaksyon ay kinabibilangan ng paglipat ng 2-phosphoglyceric acid sa phosphoenolpyruvate. Ang enolase enzyme, na ina-activate ng mga magnesium cations, ay nagsisilbing accelerator ng prosesong ito, at ang fluoride ay nagsisilbing inhibitor sa kasong ito.
Ang ikasampung reaksyon ay nagpapatuloy sa pagkasira ng bono at ang paglipat ng enerhiya ng phosphate residue sa ADP mula sa phosphoenolpyruvic acid.
Ang ikalabing-isang yugto ay nauugnay sa pagbabawas ng pyruvic acid, pagkuha ng lactic acid. Ang conversion na ito ay nangangailangan ng partisipasyon ng enzyme lactate dehydrogenase.
Paano mo maisusulat ang glycolysis sa pangkalahatang paraan? Ang mga reaksyon, ang biochemistry na tinalakay sa itaas, ay nabawasan sa glycolytic oxidoreduction, na sinamahan ng pagbuo ng mga molekula ng ATP.
Halaga ng proseso
Tiningnan namin kung paano inilalarawan ng biochemistry ang glycolysis (mga reaksyon). Ang biological na kahalagahan ng prosesong ito ay ang pagkuha ng mga phosphate compound na may malaking reserbang enerhiya. Kung ang dalawang molekula ng ATP ay ginugugol sa unang yugto, kung gayon ang yugto ay nauugnay sa pagbuo ng apat na molekula ng tambalang ito.
Ano ang biochemistry nito? Ang glycolysis at gluconeogenesis ay mahusay sa enerhiya: 2 ATP molecule ang account para sa 1 glucose molecule. Ang pagbabago ng enerhiya sa panahon ng pagbuo ng dalawang molekula ng acid mula sa glucose ay 210 kJ/mol. 126 kJ dahon sa anyo ng init, 84 kJ accumulates sa pospeyt bono ng ATP. Ang terminal bond ay may halaga ng enerhiya na 42 kJ/mol. Ang biochemistry ay tumatalakay sa mga katulad na kalkulasyon. Ang aerobic at anaerobic glycolysis ay may kahusayan na 0.4.
Mga kawili-wiling katotohanan
Bilang resulta ng maraming eksperimento, posibleng maitatag ang mga eksaktong halaga ng bawat reaksyon ng glycolysis na nagaganap sa buo na mga erythrocyte ng tao. Ang walong reaksyon ng glycolysis ay malapit sa thermodynamic equilibrium, tatlong proseso ang nauugnay sa isang makabuluhang pagbaba sa dami ng libreng enerhiya, at itinuturing na hindi maibabalik.
Ano ang gluconeogenesis? Ang biochemistry ng proseso ay binubuo sa pagkasira ng carbohydrate, na nagaganap sailang yugto. Ang bawat hakbang ay kinokontrol ng mga enzyme. Halimbawa, sa mga tisyu na nailalarawan sa pamamagitan ng aerobic metabolism (mga tissue ng puso, bato), ito ay kinokontrol ng isoenzymes LDH1 at LDH2. Ang mga ito ay hinahadlangan ng maliit na halaga ng pyruvate, bilang isang resulta kung saan ang synthesis ng lactic acid ay hindi pinapayagan, at ang kumpletong oksihenasyon ng acetyl-CoA sa tricarboxylic acid cycle ay nakakamit.
Ano pa ang nagpapakilala sa anaerobic glycolysis? Ang biochemistry, halimbawa, ay kinabibilangan ng pagsasama ng iba pang carbohydrates sa proseso.
Bilang resulta ng mga pag-aaral sa laboratoryo, napag-alaman na humigit-kumulang 80% ng fructose na pumapasok sa katawan ng tao kasama ng pagkain ay na-metabolize sa atay. Dito, nagaganap ang proseso ng phosphorylation nito sa fructose-6-phosphate, ang enzyme hexokinase ay nagsisilbing catalyst para sa prosesong ito.
Ang prosesong ito ay pinipigilan ng glucose. Ang nagresultang tambalan ay na-convert sa glucose sa pamamagitan ng maraming yugto, na sinamahan ng pag-aalis ng phosphoric acid. Bilang karagdagan, posible ang mga kasunod na pagbabago nito sa iba pang mga organikong compound na naglalaman ng phosphorus.
Sa ilalim ng impluwensya ng ATP at phosphofructokinase, ang fructose-6-phosphate ay gagawing fructose-1,6-diphosphate.
Pagkatapos ang sangkap na ito ay na-metabolize sa pamamagitan ng mga yugto na katangian ng glycolysis. Ang mga kalamnan at atay ay may ketohexokinase, na maaaring mapabilis ang proseso ng phosphorylation ng fructose sa compound na naglalaman ng phosphorus nito. Ang proseso ay hindi hinarangan ng glucose, at ang nagresultang fructose-1-phosphate ay nabubulok sa ilalim ng impluwensya ng ketose-1-phosphate aldolase sa glyceraldehyde at dihydroxyacetone phosphate. D-glyceraldehyde sa ilalimsa ilalim ng impluwensya ng triozokinase, pumapasok ito sa phosphorylation, sa huli ang mga molekula ng ATP ay inilabas at nakuha ang dihydroxyacetone phosphate.
Mga congenital anomalya
Natukoy ng mga biochemist ang ilang congenital anomalya na nauugnay sa metabolismo ng fructose. Ang kababalaghan na ito (mahahalagang fructosuria) ay nauugnay sa isang biological na kakulangan sa nilalaman ng enzyme ketohexokinase sa katawan, samakatuwid, ang lahat ng mga proseso ng pagkasira ng karbohidrat na ito ay hinarang ng glucose. Ang kinahinatnan ng paglabag na ito ay ang akumulasyon ng fructose sa dugo. Para sa fructose, mababa ang renal threshold, kaya ang fructosuria ay maaaring matukoy sa mga konsentrasyon ng carbohydrate sa dugo sa paligid ng 0.73 mmol/L.
Paglahok sa biosynthesis ng galactose
Ang
Galactose ay pumapasok sa katawan kasama ang pagkain, na hinahati sa digestive tract sa glucose at galactose. Una, ang carbohydrate na ito ay na-convert sa galactose-1-phosphate, ang proseso ay na-catalyzed ng galactokinase. Susunod, ang compound na naglalaman ng phosphorus ay na-convert sa glucose-1-phosphate. Sa yugtong ito, nabuo din ang uridine diphosphogalactose at UDP-glucose. Ang mga kasunod na yugto ng proseso ay nagpapatuloy ayon sa isang pamamaraan na katulad ng pagkasira ng glucose.
Bukod sa pathway na ito ng galactose metabolism, posible rin ang pangalawang scheme. Una, ang galactose-1-phosphate ay nabuo din, ngunit ang mga kasunod na hakbang ay nauugnay sa pagbuo ng mga molekula ng UTP at glucose-1-phosphate.
Sa maraming mga pathological na kondisyon na nauugnay sa metabolismo ng carbohydrate, ang galactosemia ay sumasakop sa isang espesyal na lugar. Ang phenomenon na ito ay nauugnay sa isang recessively inherited na sakit, na maykung saan tumataas ang blood sugar level dahil sa galactose at umabot sa 16.6 mmol/l. Kasabay nito, halos walang pagbabago sa nilalaman ng glucose sa dugo. Bilang karagdagan sa galactose, sa mga ganitong kaso, ang galactose-1-phosphate ay naiipon din sa dugo. Ang mga batang na-diagnose na may galactosemia ay may mental retardation at mayroon ding mga katarata.
Habang bumababa ang paglaki ng carbohydrate metabolism disorder, ang dahilan ay ang pagkasira ng galactose sa pangalawang daan. Salamat sa katotohanang nalaman ng mga biochemist ang kakanyahan ng patuloy na proseso, naging posible na harapin ang mga problemang nauugnay sa hindi kumpletong pagkasira ng glucose sa katawan.
