Inhoud
- Glycolyse: de bron van pyruvaat
- Pyruvaatverwerking in Eukaryotes
- Pyruvaatoxidatie: de brugreactie
- Aerobe ademhaling na pyruvaat
- Gisting: melkzuur
glycolyse is de conversie van het zes-koolstof suikermolecuul glucose tot twee moleculen van de drie-koolstofverbinding pyruvaat en een klein beetje energie in de vorm van ATP (adenosinetrifosfaat) en NADH (een "elektronendrager" -molecuul). Het komt voor in alle cellen, zowel prokaryotisch (d.w.z. die welke in het algemeen de capaciteit voor aerobe ademhaling missen) als eukaryotisch (d.w.z. die welke organellen hebben en in zijn geheel gebruik maken van cellulaire ademhaling).
Het pyruvaat gevormd in glycolyse, een proces dat zelf geen zuurstof vereist, gaat in eukaryoten naar de mitochondriën voor aërobe ademhaling, waarvan de eerste stap de omzetting is van pyruvaat in acetyl CoA (acetylco-enzym A).
Maar als er geen zuurstof aanwezig is of de cel manieren mist om aerobe ademhaling uit te voeren (zoals die van de meeste prokaryoten), wordt pyruvaat iets anders. In anaërobe ademhaling, waar worden de twee moleculen pyruvaat in omgezet?
Glycolyse: de bron van pyruvaat
Glycolyse is de omzetting van één molecuul glucose, C6H12O6naar twee moleculen pyruvaat, C3H4O3, met enkele ATP, waterstofionen en NADH die onderweg zijn gegenereerd met behulp van ATP- en NADH-voorlopers:
C6H12O6 + 2 NAD + 2 ADP + 2 Pik → 2 C3H4O3 + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP
Hier Pik betekent "anorganisch fosfaat, "of een vrije fosfaatgroep niet gehecht aan een koolstofhoudend molecuul. ADP is adenosinedifosfaat, dat verschilt van ADP door, zoals u misschien al vermoedde, een enkele vrije fosfaatgroep.
Pyruvaatverwerking in Eukaryotes
Net zoals onder anaërobe omstandigheden is pyruvaat het eindproduct van glycolyse onder aerobe omstandigheden. Wat gebeurt er met pyruvaat onder aerobe omstandigheden, en alleen onder aerobe omstandigheden, is aerobe ademhaling (geïnitieerd door de brugreactie voorafgaand aan de Krebs-cyclus). Onder anaërobe omstandigheden is wat er met pyruvaat gebeurt, de omzetting ervan in lactaat om ervoor te zorgen dat de glycolyse stroomopwaarts blijft stromen.
Voordat we goed kijken naar het lot van pyruvaat onder anaerobe omstandigheden, is het de moeite waard om te kijken naar wat er gebeurt met dit fascinerende molecuul onder de normale omstandigheden die je normaal gesproken ervaart - bijvoorbeeld nu.
Pyruvaatoxidatie: de brugreactie
De brugreactie, ook wel de overgangsreactie, vindt plaats in de mitochondriën van eukaryoten en omvat de decarboxylering van pyruvaat om acetaat te vormen, een molecuul met twee koolstofatomen. Een molecuul co-enzym A wordt aan het acetaat toegevoegd om acetyl-co-enzym A of acetyl CoA te vormen. Deze molecule komt dan in de Krebs-cyclus.
Op dit punt wordt koolstofdioxide als afvalproduct uitgescheiden. Er is geen energie vereist en er wordt ook geen geoogst in de vorm van ATP of NADH.
Aerobe ademhaling na pyruvaat
Aerobe ademhaling voltooit het proces van cellulaire ademhaling en omvat de Krebs-cyclus en de elektrontransportketen, beide in de mitochondriën.
De Krebs-cyclus ziet acetyl CoA gemengd met een vier-koolstofmolecuul genaamd oxaloacetaat, waarvan het product achtereenvolgens weer wordt gereduceerd tot oxaloacetaat; een kleine ATP en veel elektronendragers resulteren.
De elektronentransportketen gebruikt de energie in de elektronen in die eerder genoemde dragers om veel te produceren ATP, met zuurstof vereist als de laatste elektronenacceptor om te voorkomen dat het hele proces ver stroomopwaarts achteruitgaat, bij glycolyse.
Gisting: melkzuur
Wanneer aerobe ademhaling geen optie is (zoals in prokaryoten) of het aerobe systeem is uitgeput omdat de elektrontransportketen verzadigd is (zoals bij hoge intensiteit of anaërobe, oefening in menselijke spieren), kan glycolyse niet langer doorgaan, omdat er is niet langer een bron van NAD_ om het in stand te houden.
Uw cellen hebben hiervoor een oplossing. Pyruvaat kan worden omgezet in melkzuur of lactaat om voldoende NAD + te genereren om de glycolyse een tijdje in stand te houden.
C3H4O3 + NADH → NAD+ + C3H5O3
Dit is het ontstaan van de beruchte "melkzuurverbranding" die je voelt tijdens intense spieroefeningen, zoals gewichtheffen of een volledige set van ss.