Гликолиз — центральный путь катаболизма глюкозы

Основным катаболическим процессом деструкции глюкозы в клетках животных и человека является последовательность ряда реакций ее окисления, в результате которых в анаэробных условиях глюкоза превращается в лакгат, а в аэробных — в конечные продукты: СО₂ и воду.

Гликолиз — это последовательность ферментативных реакций, в процессе которых в аэробных условиях глюкоза расщепляется до двух молекул пирувата («аэробный гликолиз), а в анаэробных — до двух молекул лактата (анаэробный гликолиз).

Анаэробный гликолиз проходит в два этапа:

Первый этап — подготовительный, или этап активации глюкозы, который включает три реакции.

Второй этап — генерация АТФ, в котором энергия окислительных ре акций трансформируется в химическую энергию АТФ по механизму реакции субстратного фосфорилирования.

Процесс гликолиза протекает в цитозоле клетки, катализируется одиннадцатью ферментами, большинство из которых выделено в высокоочищенном состоянии из различных источников и хорошо изучено.

Ферменты гликолиза.

Схема анаэробного гликолиза.

Энергетический баланс гликолиза Суммарно процесс гликолиза необратим и сопровождается изменением свободной энергии в количестве 196 кДж/моль.

Баланс АТФ в анаэробном гликолизе.

Превращение субстратов в первую подготовительную стадию происходит с затратой энергии АТФ, во второй стадии энергия выделяется, часть ее запасается в молекулах АТФ.

Таким образом, энергетический баланс анаэробного гликолиза составляет на одну молекулу окисленной глюкозы две молекулы АТФ. Известно, что концевая макроэртаческая связь АТФ способна аккумулировать примерно 31,0 кДж/моль свободной энергии. Учитывая, что образуется две молекулы АТФ (62,0 кДж/моль), энергетическая эффективность анаэробного гликолиза составляет примерно 32%.

В аэробных условиях реакции гликолиза, остановившиеся на стадии образования пирувата (непосредственного предшественника лактата), составляют первую, начальную фазу деструкции углеводов, связанную далее с циклом трикарбоновых кислот. Гликолиз и цикл трикарбоновых кислот приводят к полному окислению глюкозы до СО₂ и выделению больших количеств метаболической энергии (АТФ).