Гликолиз — центральный путь катаболизма глюкозы
Процесс гликолиза протекает в цитозоле клетки, катализируется одиннадцатью ферментами, большинство из которых выделено в высокоочищенном состоянии из различных источников и хорошо изучено. Второй этап — генерация АТФ, в котором энергия окислительных ре акций трансформируется в химическую энергию АТФ по механизму реакции субстратного фосфорилирования. Превращение субстратов в первую… Читать ещё >
Гликолиз — центральный путь катаболизма глюкозы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
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.
№ реакции. | Фермент. | Источник. | Кофермент, кофактор | Актива-тор | Ингиби-тор |
Гексокиназа. | Дрожжи. | Mg2+ | АДФ, Н3РО4 | Глюкозо-6-фосфат, фосфоено-илпируват. | |
Глюкозо-6-фосфатизо; мераза. | Дрожжи. | Mg2+ | |||
Фосфофрук-токиназа. | Мышцы. | Mg2+ | АДФ, АМФ, Н3РО4, К+ | АТФ, цитрат, НАДН. | |
Альдолаза. | Мышцы. | Zn+, Fe+, Co2+ | Цистеин. | ||
Триозофосфатизомераза. | Мышцы. | Mg2+ | |||
Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогенза. | Мышцы. | НАД+ | Арсенат. | Mg2+ иодацетат. | |
Фосфоглицераткиназа. | Мышцы. | Mg2+ | |||
Фосфоглицератмутаза. | Мышцы. | Mg2+ | |||
Енолаза. | Мышцы. | Mg2+, Mn2+ | Ca2+ | ||
Пируваткиназа. | Мышцы. | К+ | Mg2+ | Ca2+, АТФ, ацетил-КоА, НАДН. | |
Лактатдегидрогеназа. | Мышцы. | НАД+ |
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.
Номер реакции. | Реакция. | Изменение АТФ на одну молекулу глюкозы. |
| Глюкоза Глюкоза-6-фосфат Фруктозо-6-фосфат Фруктозо-1,6-дифосфат.
|
+2. +2. |
Итого. | 2 молекулы АТФ. |
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).