Inhoud
- Reagentia en producten van glycolyse
- Glycolyse-vergelijking
- Vroege glycolyse: stappen
- Later glycolyse: stappen
glycolyse is het universele biochemische proces dat een voedingsstof omzet (de zes-koolstof suiker glucose) in bruikbare energie (ATP of adenosinetrifosfaat). Glycolyse vindt plaats in het cytoplasma van alle levende cellen, en blijft stromen door een stroom van specifieke glycolytische enzymen.
Hoewel de energieopbrengst van glycolyse, molecuul voor molecuul, veel minder is dan die verkregen door aerobe ademhaling - twee ATP per glucosemolecuul dat alleen voor glycolyse wordt verbruikt versus 36 tot 38 voor alle reacties van cellulaire ademhaling gecombineerd - is het toch een van van nature meest alomtegenwoordige en betrouwbare processen in de zin dat alle cellen het gebruiken, zelfs als niet alle cellen er alleen op kunnen vertrouwen voor hun energiebehoeften.
Reagentia en producten van glycolyse
Glycolyse is een anaëroob proces, wat betekent dat het geen zuurstof nodig heeft. Zorg ervoor dat u "anaëroob" niet verwart met "alleen voorkomt in anaërobe organismen." Glycolyse vindt plaats in het cytoplasma van zowel prokaryotische als eukaryotische cellen.
Het begint wanneer glucose, die de formule C heeft6H12O6 en een moleculaire massa van 180,156 gram diffundeert in een cel door het plasmamembraan langs zijn concentratiegradiënt.
Wanneer dit gebeurt, wordt de nummer zes glucosekoolstof, die buiten de primaire hexagonale ring van het molecuul zit, onmiddellijk gefosforyleerd (d.w.z. heeft een fosfaatgroep eraan bevestigd). De fosforylering van glucose maakt het molecuul glucose-6-fosfaat (G6P) elektrisch negatief en vangt het dus op in de cel.
Na nog eens negen reacties en een investering van energie verschijnen de producten van glycolyse: twee moleculen pyruvaat (C3H8O6) plus een paar waterstofionen en twee NADH-moleculen, een "elektronendrager" die cruciaal is in de "stroomafwaartse" reacties van aerobe ademhaling, die optreden in de mitochondriën.
Glycolyse-vergelijking
De netto vergelijking voor de reacties van glycolyse kan als volgt worden geschreven:
C6H12O6 + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+→ 2 C3H4O3 + 2 H+ + 2 NADH + 2 ATP
Hier staat Pi voor vrij fosfaat en ADP staat voor adenosinedifosfaat, het nucleotide dat dient als de directe voorloper van het grootste deel van het ATP in het lichaam.
Vroege glycolyse: stappen
Nadat G6P is gevormd in de eerste stap van glycolyse onder de richting van het enzym hexokinasewordt het molecuul herschikt zonder verlies of winst van atomen tot fructose-6-fosfaat, een ander suikerderivaat. Vervolgens wordt het molecuul opnieuw gefosforyleerd, dit keer met koolstof nummer 1. Het resultaat is fructose-1,6-bifosfaat (FBP), een dubbel gefosforyleerde suiker.
Hoewel deze stap een paar ATP vereist als bron van de fosforyleringen die hier voorkomen, worden deze niet weergegeven in de algehele glycolysevergelijking omdat ze worden opgeheven door twee van de vier ATP geproduceerd in het tweede deel van glycolyse. De netto productie van twee ATP betekent dus echt een initiële "buy-in" van twee ATP om aan het einde van het proces in totaal vier ATP te produceren.
Later glycolyse: stappen
De zes-koolstof, dubbel gefosforyleerde FBP wordt gesplitst in een paar drie-koolstof, afzonderlijk gefosforyleerde moleculen, waarvan de ene zich snel in de andere herschikt. Het tweede deel van glycolyse begint dus met de productie van een paar glyceraldehyde-3-fosfaat (GA3P) -moleculen.
Belangrijk is dat alles wat vanaf nu gebeurt, wordt verdubbeld ten opzichte van de algehele reactie. Aangezien elk molecuul van GA3P systematisch wordt herschikt in pyruvaat terwijl het resulteert in de productie van twee ATP en een NAD, stijgt de totale telling met tweemaal die. Aan het einde van de glycolyse staan twee pyruvaat klaar om naar de mitochondriën te worden gestuurd zolang er zuurstof aanwezig is.