ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกถึงแอโรบิกไกลโคไลซิส กระบวนการ และวิเคราะห์ระยะและขั้นตอน มาทำความคุ้นเคยกับการออกซิเดชันของกลูโคสแบบไม่ใช้ออกซิเจน เรียนรู้เกี่ยวกับการดัดแปลงเชิงวิวัฒนาการของกระบวนการนี้ และกำหนดความสำคัญทางชีวภาพของกระบวนการนี้
ไกลโคไลซิสคืออะไร
Glycolysis เป็นหนึ่งในสามรูปแบบของการเกิดออกซิเดชันของกลูโคส ซึ่งกระบวนการออกซิเดชันนั้นมาพร้อมกับการปล่อยพลังงาน ซึ่งถูกเก็บไว้ใน NADH และ ATP ในกระบวนการไกลโคไลซิสนั้น ได้กรดไพรูวิกสองโมเลกุลจากโมเลกุลกลูโคส
Glycolysis เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพต่างๆ - เอนไซม์ ตัวออกซิไดซ์หลักคือออกซิเจน - O2 อย่างไรก็ตาม กระบวนการของไกลโคไลซิสสามารถดำเนินต่อไปได้หากไม่มีอยู่ glycolysis ประเภทนี้เรียกว่า anaerobic glycolysis
กระบวนการไกลโคไลซิสในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน
ไกลโคไลซิสแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการขั้นตอนของการเกิดออกซิเดชันของกลูโคส ซึ่งกลูโคสจะไม่ถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์ กรดไพรูวิกเกิดขึ้นหนึ่งโมเลกุล และมีพลังมุมมอง glycolysis โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของออกซิเจน (แบบไม่ใช้ออกซิเจน) มีประโยชน์น้อยกว่า อย่างไรก็ตาม เมื่อออกซิเจนเข้าสู่เซลล์ กระบวนการออกซิเดชันแบบไม่ใช้ออกซิเจนสามารถเปลี่ยนเป็นแอโรบิกและดำเนินไปอย่างเต็มรูปแบบ
กลไกของไกลโคไลซิส
กระบวนการไกลโคไลซิสคือการสลายตัวของกลูโคสคาร์บอน 6 คาร์บอนให้เป็นไพรูเวตคาร์บอน 3 ตัวในรูปของโมเลกุลสองโมเลกุล กระบวนการนี้แบ่งออกเป็น 5 ขั้นตอนของการเตรียมการ และ 5 ขั้นตอนที่เก็บพลังงานไว้ใน ATP
กระบวนการไกลโคไลซิส 2 ขั้นตอน 10 ขั้นตอน ดังนี้
- 1 ระยะ ระยะ 1 - phosphorylation ของกลูโคส ที่คาร์บอนที่หกในกลูโคส แซคคาไรด์เองจะถูกกระตุ้นผ่านฟอสโฟรีเลชั่น
- ขั้นตอนที่ 2 - ไอโซเมอไรเซชันของกลูโคส-6-ฟอสเฟต ในขั้นตอนนี้ ฟอสโฟกลูโคไซเมอเรสจะเปลี่ยนกลูโคสเป็นฟรุกโตส-6-ฟอสเฟตอย่างเร่งปฏิกิริยา
- ระยะที่ 3 - ฟรุกโตส-6-ฟอสเฟตและฟอสโฟรีเลชั่นของมัน ขั้นตอนนี้ประกอบด้วยการก่อตัวของฟรุกโตส-1,6-ไดฟอสเฟต (อัลโดเลส) โดยการกระทำของฟอสโฟฟรุคโตไคเนส-1 ซึ่งรวมกลุ่มฟอสโฟริลจากกรดอะดีโนซีนไตรฟอสฟอริกไปจนถึงโมเลกุลฟรุกโตส
- ขั้นตอนที่ 4 เป็นกระบวนการของการแตกแยกของอัลโดเลสเพื่อสร้างสองโมเลกุลของไตรโอสฟอสเฟต ได้แก่ เอลโดสและคีโตส
- ระยะที่ 5 - ฟอสเฟตไตรโอสและไอโซเมอไรเซชันของพวกมัน ในขั้นตอนนี้ กลีเซอรอลดีไฮด์-3-ฟอสเฟตจะถูกส่งไปยังระยะต่อไปของการสลายกลูโคส และไดไฮดรอกซีอะซีโตน ฟอสเฟต จะถูกแปลงเป็นรูปแบบของกลีเซอราลดีไฮด์-3-ฟอสเฟตภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์
- 2 ระยะ, ระยะ 6 (1) - Glyceraldehyde-3-phosphate และการเกิดออกซิเดชัน - ระยะที่โมเลกุลนี้ถูกออกซิไดซ์และฟอสโฟรีเลตเป็นไดฟอสโฟกลีเซอเรต-1, 3.
- ขั้นตอนที่ 7 (2) - มุ่งเป้าไปที่การถ่ายโอนกลุ่มฟอสเฟตไปยัง ADP จาก 1,3-diphosphoglycerate ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายคือการก่อตัวของ 3-phosphoglycerate และ ATP
- ขั้นตอนที่ 8 (3) - เปลี่ยนจาก 3-phosphoglycerate เป็น 2-phosphoglycerate กระบวนการนี้เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ phosphoglycerate mutase ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการไหลของปฏิกิริยาเคมีคือการมีแมกนีเซียม (Mg)
- ขั้นตอนที่ 9 (4) - 2 phosphoglycerta dehydrated
- ด่าน 10 (5) - ฟอสเฟตที่ได้รับจากสเตจก่อนหน้าจะถูกถ่ายโอนไปยัง ADP และ PEP พลังงานจากฟอสโฟฟีนูลไพโรเวตถูกถ่ายโอนไปยัง ADP ปฏิกิริยาต้องมีโพแทสเซียม (K) และแมกนีเซียม (Mg) ไอออน
ดัดแปลงรูปแบบไกลโคไลซิส
กระบวนการไกลโคไลซิสสามารถมาพร้อมกับการผลิตเพิ่มเติมของ 1, 3 และ 2, 3-ไบฟอสโฟกลีเซอเรต 2,3-phosphoglycerate ภายใต้อิทธิพลของตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพสามารถกลับไปเป็น glycolysis และผ่านเข้าสู่รูปของ 3-phosphoglycerate บทบาทของเอนไซม์เหล่านี้มีความหลากหลาย เช่น 2, 3-biphosphoglycerate ที่อยู่ในเฮโมโกลบิน ทำให้ออกซิเจนผ่านเข้าไปในเนื้อเยื่อ ส่งเสริมการแยกตัว และลดความสัมพันธ์ของ O2 และเม็ดเลือดแดง
แบคทีเรียจำนวนมากเปลี่ยนรูปแบบของไกลโคไลซิสในระยะต่างๆ ลดจำนวนรวมของพวกมันหรือปรับเปลี่ยนภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ต่างๆ ส่วนเล็ก ๆ ของไม่ใช้ออกซิเจนมีวิธีอื่นในการสลายตัวของคาร์โบไฮเดรต เทอร์โมฟิลจำนวนมากมีเอ็นไซม์ไกลโคไลซิสเพียง 2 ตัวเท่านั้น เหล่านี้คืออีโนเลสและไพรูเวตไคเนส
ไกลโคเจนและแป้ง ไดแซ็กคาไรด์และโมโนแซ็กคาไรด์ชนิดอื่นๆ
แอโรบิกไกลโคไลซิสเป็นกระบวนการที่มีอยู่ในคาร์โบไฮเดรตประเภทอื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันมีอยู่ในแป้ง ไกลโคเจน ไดแซ็กคาไรด์ส่วนใหญ่ (มาโนส กาแลคโตส ฟรุกโตส ซูโครส และอื่นๆ) หน้าที่ของคาร์โบไฮเดรตทุกประเภทโดยทั่วไปมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ได้พลังงาน แต่อาจแตกต่างกันในวัตถุประสงค์เฉพาะ การใช้งาน ฯลฯ ตัวอย่างเช่น ไกลโคเจนให้ไกลโคเจเนซิสซึ่งอันที่จริงแล้วเป็นกลไกของฟอสโฟไลติกที่มีเป้าหมายเพื่อให้ได้พลังงานจาก การสลายตัวของไกลโคเจน ไกลโคเจนเองสามารถเก็บไว้ในร่างกายเป็นแหล่งพลังงานสำรอง ตัวอย่างเช่น กลูโคสที่ได้รับระหว่างมื้ออาหารแต่ไม่ถูกดูดซึมโดยสมอง จะสะสมในตับและจะใช้เมื่อร่างกายขาดกลูโคส เพื่อปกป้องบุคคลจากการหยุดชะงักของสภาวะสมดุลอย่างร้ายแรง
ความหมายของไกลโคไลซิส
Glycolysis เป็นเอกลักษณ์ แต่ไม่ใช่เพียงชนิดของการเกิดออกซิเดชันของกลูโคสในร่างกายเท่านั้น เซลล์ของทั้งโปรคาริโอตและยูคาริโอต เอนไซม์ไกลโคไลซิสละลายน้ำได้ ปฏิกิริยาไกลโคไลซิสในเนื้อเยื่อและเซลล์บางชนิดสามารถเกิดขึ้นได้ในลักษณะนี้เท่านั้น ตัวอย่างเช่น ในเซลล์ไตของสมองและตับ ไม่ใช้วิธีการอื่นในการออกซิไดซ์กลูโคสในอวัยวะเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม หน้าที่ของไกลโคไลซิสนั้นไม่เหมือนกันทุกที่ ตัวอย่างเช่น เนื้อเยื่อไขมันและตับในกระบวนการย่อยอาหารจะดึงสารตั้งต้นที่จำเป็นออกจากกลูโคสเพื่อสังเคราะห์ไขมัน พืชหลายชนิดใช้ไกลโคไลซิสเพื่อสกัดพลังงานจำนวนมาก
