Anaerobna glikoliza, kaj je, reakcije, fermentacijske poti

Kaj je anaerobna glikoliza?

The Anaerobna glikoliza o anaerobna je katabolična pot, ki jo uporabljajo številne vrste celic za razgradnjo glukoze v odsotnosti kisika. To pomeni, da glukoza ni popolnoma oksidirana na ogljikov dioksid in vodo, kot je to pri aerobni glikolizi, vendar nastajajo fermentacijski izdelki.

Imenuje se anaerobna glikoliza, saj poteka brez prisotnosti kisika, ki v drugih primerih deluje kot končni sprejemnik elektronov v transportni verigi mitohondrijev, kjer se proizvajajo velike količine energije s predelavo glikolitičnih izdelkov.

Glede na organizem bo stanje anaerobioze ali odsotnost kisika povzročila proizvodnjo mlečne kisline (mišične celice, na primer) ali etanola (kvasovke) iz piruvata, ki ga ustvarja katabolizem glukoze.

Kot rezultat, energetska učinkovitost dramatično pade, saj se za vsak mol glukoze, ki se predela, v primerjavi z 8 moli, ki jih je mogoče dobiti med aerobno glikolizo (le v glikolitični fazi), proizvedeta le dva mola ATP).

Razlika v številu molekul ATP je povezana z ponovno oksidacijo NADH, ki ne ustvarja dodatnih ATP, v nasprotju s tem, kar se zgodi v aerobni glikolizi, ki je za vsak NADH dobil 3 molekule ATP.

Reakcije

Anaerobna glikoliza sploh ni iz aerobne glikolize, saj se izraz "anaerobna" raje nanaša na to, kar se zgodi po glikolitični poti, torej na cilj reakcijskih produktov in posrednikov.

Vam lahko služi: dihanje s saptom

Tako v reakcijah anaerobne glikolize sodeluje deset različnih encimov, in sicer:

1-heksokinaza (HK): za vsako molekulo glukoze uporabite molekulo ATP. Proizvaja glukozni 6-fosfat (G6P) in ADP. Reakcija je nepopravljiva in zasluži magnezijeve ione.

 2-fosfoglucoso izomerasa (PGI): Isomeriza G6P A fruktoza 6-fosfat (F6P).

 3-fosfofrucerahinaza (PFK): Fosphoryila F6P Fruktoza 1,6-bifosfat (F1.6-BP) z uporabo molekule ATP za vsak F6P je tudi ta reakcija nepopravljiva.

 4-aldolaza: pobegnite molekulo F1.6-BP in proizvajajte 3-fosfat gliceraldehida (vrzel) in dihidroksiacetonski fosfat (DHAP).

 5-fosfatna izomeraza (TIM): Sodeluje v medkonverziji DHAP in GAP.

 6-gliceraldehid 3-fosfat dehidrogenaza (GAPDH): uporabite dve molekuli NAD⁺ in 2 anorganske fosfatne molekule (PI) za fosforilacijo vrzeli daje 1,3-bifosfoglicerat (1,3-bpg) in 2 Nadh.

 7-Fosfoglicerato Quinasa (PGK): ustvari dve molekuli ATP zaradi fosforilacije na ravni podlage dveh molekul ADP. Poudarite z darovalcem fosfatne skupine vsake 1,3-bpg molekule. Proizvaja 2 3-fosfoglicerate (3pg) molekule.

 8-FosFoglicerato Mutasa (PGM): reorganizirajte molekulo 3PG, da povzroči posrednik z večjo energijo, 2PG.

 199.

10-piruvat kinaza (PYK): fosfoenolpiruvat ta encim uporablja za tvorbo piruvata. Reakcija pomeni prenos fosfatne skupine v položaju 2 fosfoenolpiruvata na molekulo ADP. 2 piruvata in 2 ATP se proizvedeta za vsako glukozo.

Fermentacijske poti

Fermentacija je izraz, ki se uporablja za označevanje, da se glukoza ali druga hranila razgradimo v odsotnosti kisika, da bi pridobili energijo.

Ker kisika ni, veriga transporterja elektronov nima končnega sprejemnika in se zato ne pojavlja oksidativno fosforilacijo, ki plačuje velike količine energije v obliki ATP. Nadh ni ponovno oksid z mitohondrijsko potjo, ampak po nadomestnih poteh, ki ne proizvajajo ATP.

Lahko vam služi: piruvat kinaza: struktura, funkcija, regulacija, inhibicija

Brez dovolj NAD⁺ Glikolitična pot.

Nekatere celice imajo alternativne mehanizme za spopadanje z obdobji anaerobioze in na splošno ti mehanizmi pomenijo nekakšno fermentacijo. Druge celice so nasprotno, skoraj izključno odvisne od fermentacijskih procesov za preživljanje.

Izdelki fermentacijskih poti številnih organizmov so ekonomsko pomembni za človeka; Primeri so proizvodnja etanola s pomočjo nekaterih kvasovk v anaerobiozi in nastajanje mlečne kisline z lacting-bakterijami, ki se uporabljajo za proizvodnjo jogurta.

Proizvodnja mlečne kisline

Številne vrste celic v odsotnosti kisika proizvajajo mlečno kislino, zahvaljujoč reakciji, ki jo katalizira kompleks laktat dehidrogenaze, ki uporablja piruvatne karbone in NADH, ki nastanejo v reakciji GAPDH.

Laktična fermentacija (vir: sjantoni [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)] prek Wikimedia Commons)

Proizvodnja etanola

Piruvat pretvori v acetaldehid in CO2 s piruvatsko dekarboksilazo. Acetaldehid nato uporablja alkoholna dehidrogenaza, ki ga zmanjša z proizvodnjo etanola in regeneracijo molekule NAD⁺ za vsako piruvacijsko molekulo, ki vstopi na ta način.

Alkoholna fermentacija (vir: Arobson1 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)] prek Wikimedia Commons)

Aerobna fermentacija

Anaerobna glikoliza ima kot glavno značilnost dejstva, da končni izdelki ne ustrezajo CO₂ in voda, kot v primeru aerobne glikolize. Namesto tega se ustvarijo tipične fermentacijske reakcije.

Nekateri avtorji so opisali proces "aerobne fermentacije" ali aerobne glikolize za nekatere organizme, med katerimi izstopajo nekateri zajedavci družine Trypanosomatidae in številnih rakavih rakavih celic.

Lahko vam služi: termoreceptorji: pri ljudeh, pri živalih, v rastlinah

V teh organizmih je bilo dokazano, da tudi v prisotnosti kisika proizvodi glikolitične poti možni ogljikovih ogljikih.

Čeprav "aerobna fermentacija" glukoze ne pomeni popolne odsotnosti dihalne aktivnosti, saj ni proces vseh ali nič. Vendar bibliografija kaže na izločanje izdelkov, kot so piruvat, laktat, sukcinat, zlo in druge organske kisline.

Glikoliza in rak

Številne rakave celice kažejo na povečanje glukoze in glikolitičnega pretoka.

Tumorji pri bolnikih z rakom hitro rastejo, zato so krvne žile v hipoksiji. Tako je energetski dodatek teh celic odvisen predvsem od anaerobne glikolize.

Vendar ta pojav pomaga s hipoksijo inducibilnim transkripcijskim faktorjem (HIF), ki poveča izražanje glikolitičnih encimov in transporterjev glukoze v membrani skozi kompleksne mehanizme.

Reference

1. Cazzulo, J. J. (1992). Aerobna fermentacija glukoze s tripanosomatidi. Časopis FASB, 6, 3153-3161.
2. Jones, w., & Bianchi, k. (2015). Aerobna glikoliza: onstran širjenja. Meje v imunologiji, 6, 1-5.