U ovom članku ćemo detaljnije pogledati aerobnu glikolizu, njene procese i analizirati faze i korake. Upoznajmo se sa anaerobnom oksidacijom glukoze, naučimo o evolucijskim modifikacijama ovog procesa i odredimo njegov biološki značaj.
Šta je glikoliza
Glikoliza je jedan od tri oblika oksidacije glukoze, u kojem je sam proces oksidacije praćen oslobađanjem energije koja se pohranjuje u NADH i ATP. U procesu glikolize, iz molekula glukoze dobijaju se dva molekula pirogrožđane kiseline.
Glikoliza je proces koji se odvija pod uticajem različitih bioloških katalizatora - enzima. Glavni oksidant je kiseonik - O2, međutim, procesi glikolize se mogu odvijati u njegovom odsustvu. Ova vrsta glikolize se naziva anaerobna glikoliza.
Proces glikolize u odsustvu kiseonika
Anaerobna glikoliza je postupni proces oksidacije glukoze u kojem glukoza nije potpuno oksidirana. Formira se jedan molekul pirogrožđane kiseline. I to sa energijomsa stanovišta, glikoliza bez učešća kiseonika (anaerobna) je manje korisna. Međutim, kada kiseonik uđe u ćeliju, proces anaerobne oksidacije može se pretvoriti u aerobni i nastaviti u punom obliku.
Mehanizmi glikolize
Proces glikolize je razlaganje glukoze sa šest ugljenika u piruvat sa tri ugljenika u obliku dva molekula. Sam proces je podijeljen u 5 faza pripreme i 5 faza u kojima se energija skladišti u ATP.
Proces glikolize od 2 koraka i 10 koraka je kako slijedi:
- 1 faza, faza 1 - fosforilacija glukoze. Kod šestog ugljenika u glukozi, sam saharid se aktivira fosforilacijom.
- Korak 2 - izomerizacija glukoza-6-fosfata. U ovoj fazi, fosfoglukozeimeraza katalitički pretvara glukozu u fruktoza-6-fosfat.
- Faza 3 - Fruktoza-6-fosfat i njegova fosforilacija. Ovaj korak se sastoji u formiranju fruktoze-1,6-difosfata (aldolaze) djelovanjem fosfofruktokinaze-1, koja prati fosforilnu grupu od adenozin trifosforne kiseline do molekula fruktoze.
- Korak 4 je proces cijepanja aldolaze kako bi se formirala dva molekula trioz fosfata, naime eldoza i ketoza.
- Faza 5 - trioza fosfati i njihova izomerizacija. U ovoj fazi, gliceraldehid-3-fosfat se šalje u naredne faze razgradnje glukoze, a dihidroksiaceton fosfat se pod uticajem enzima pretvara u oblik gliceraldehid-3-fosfata.
- 2 faza, faza 6 (1) - Gliceraldehid-3-fosfat i njegova oksidacija - faza u kojoj se ovaj molekul oksidira i fosforilira udifosfoglicerat-1, 3.
- Faza 7 (2) - ima za cilj prenošenje fosfatne grupe na ADP sa 1,3-difosfoglicerata. Krajnji proizvodi ovog koraka su stvaranje 3-fosfoglicerata i ATP-a.
- Korak 8 (3) - prelazak sa 3-fosfoglicerata na 2-fosfoglicerat. Ovaj proces se odvija pod uticajem enzima fosfoglicerat mutaze. Preduslov za tok hemijske reakcije je prisustvo magnezijuma (Mg).
- Korak 9 (4) - 2 fosfoglicerta dehidrirana.
- Faza 10 (5) - fosfati dobijeni kao rezultat prethodnih faza se prenose u ADP i PEP. Energija iz fosfoenulpirovata se prenosi na ADP. Reakcija zahteva prisustvo jona kalijuma (K) i magnezijuma (Mg).
Modifikovani oblici glikolize
Proces glikolize može biti praćen dodatnom proizvodnjom 1, 3 i 2, 3-bifosfoglicerata. 2,3-fosfoglicerat se pod utjecajem bioloških katalizatora može vratiti u glikolizu i prijeći u oblik 3-fosfoglicerata. Uloga ovih enzima je raznolika, na primjer, 2,3-bifosfoglicerat, koji se nalazi u hemoglobinu, uzrokuje prolazak kisika u tkiva, podstičući disocijaciju i snižavajući afinitet O2 i eritrocita.
Mnoge bakterije mijenjaju oblike glikolize u različitim fazama, smanjujući njihov ukupan broj ili ih modificirajući pod utjecajem različitih enzima. Mali dio anaeroba ima druge metode razgradnje ugljikohidrata. Mnogi termofili imaju samo 2 enzima glikolize, to su enolaza i piruvat kinaza.
Glikogen i skrob, disaharidi idruge vrste monosaharida
Aerobna glikoliza je proces svojstven drugim vrstama ugljikohidrata, a posebno je svojstven skrobu, glikogenu, većini disaharida (manoza, galaktoza, fruktoza, saharoza i drugi). Funkcije svih vrsta ugljikohidrata općenito su usmjerene na dobivanje energije, ali se mogu razlikovati po specifičnostima njihove namjene, upotrebe itd. Na primjer, glikogen se podvrgava glikogenezi, što je zapravo fosfolitički mehanizam koji ima za cilj dobijanje energije iz razgradnju glikogena. Sam glikogen se može skladištiti u tijelu kao rezervni izvor energije. Tako, na primjer, glukoza dobijena tokom obroka, ali nije apsorbirana u mozgu, akumulira se u jetri i koristi se kada postoji nedostatak glukoze u tijelu kako bi se osoba zaštitila od ozbiljnih poremećaja u homeostazi.
Značenje glikolize
Glikoliza je jedinstvena, ali ne i jedina vrsta oksidacije glukoze u tijelu, u ćeliji i prokariota i eukariota. Enzimi glikolize su rastvorljivi u vodi. Reakcija glikolize u nekim tkivima i stanicama može se dogoditi samo na ovaj način, na primjer, u mozgu i ćelijama nefrona jetre. Drugi načini oksidacije glukoze u ovim organima se ne koriste. Međutim, funkcije glikolize nisu svugdje iste. Na primjer, masno tkivo i jetra u procesu probave izvlače potrebne supstrate iz glukoze za sintezu masti. Mnoge biljke koriste glikolizu kao način da izvuku najveći dio svoje energije.
