Glikolisis (daripada bahasa Yunani Glycys - manis dan lisis - pembubaran, penguraian) adalah urutan reaksi enzim yang membawa kepada penukaran glukosa ke dalam pyruvate dengan pembentukan serentak ATP.
Di bawah keadaan aerobik, piruvat menembusi mitokondria, di mana ia sepenuhnya teroksida kepada CO.2 dan H2A. Sekiranya kandungan oksigen tidak mencukupi, seperti yang berlaku dalam otot yang secara aktif mengikat, piruvat diubah menjadi laktat.
Oleh itu, glikolisis bukan sahaja cara utama penggunaan glukosa dalam sel, tetapi juga cara yang unik, kerana ia boleh menggunakan oksigen jika
yang terakhir boleh didapati (keadaan aerobik), tetapi juga boleh terjadi jika tiada oksigen (keadaan anaerob).
Glikolisis anaerobik adalah proses enzimatik kompleks untuk pecahan glukosa yang berlaku di tisu manusia dan haiwan tanpa penggunaan oksigen. Produk akhir glikolisis adalah asid laktik. ATP dibentuk semasa glikolisis. Persamaan glikolisis total boleh diwakili seperti berikut:
Di bawah keadaan anaerobik, glikolisis adalah satu-satunya proses pembekalan tenaga dalam tubuh haiwan. Ia adalah terima kasih kepada glikolisis bahawa tubuh manusia dan haiwan boleh melakukan tempoh tertentu beberapa fungsi fisiologi dalam keadaan kekurangan oksigen. Dalam kes-kes di mana glikolisis berlaku di hadapan oksigen, mereka bercakap tentang glikolisis aerobik.
Urutan tindak balas glikolisis anaerobik, serta perantaraan mereka, telah dipelajari dengan baik. Proses glikolisis dipangkin oleh enzim sebelas, yang kebanyakannya diasingkan dalam bentuk homogen, klastik atau sangat murni dan sifat-sifat yang agak terkenal. Perhatikan bahawa glikolisis berlaku dalam plasma hyalo-plasma (sitosol) sel.
Reaksi glikolisis enzimatik pertama adalah fosforilasi, iaitu. pemindahan residu orthophosphate kepada glukosa oleh ATP. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim hexokinase:
Pembentukan glukosa-6-fosfat dalam tindak balas hexokinase disertai dengan pembebasan sejumlah besar tenaga bebas sistem dan boleh dipertimbangkan sebagai proses yang hampir tidak dapat dipulihkan.
Properti hexokinase yang paling penting adalah penghambatannya oleh glukosa-6-fosfat, i.e. Yang kedua berfungsi sebagai produk reaksi dan sebagai penghambat allosteric.
Enzim hexokinase dapat memangkinkan fosforilasi bukan sahaja D-glukosa, tetapi juga heksos lain, khususnya D-fruktosa, D-mannose, dan lain-lain. Di hati, sebagai tambahan kepada hexokinase, terdapat enzim glucokinase, yang mengatalisis fosforilasi hanya D-glukosa. Enzim ini tidak hadir dalam tisu otot (untuk butiran, lihat Bab 16).
Reaksi kedua glikolisis ialah penukaran glukosa-6-fosfat dengan tindakan enzim glukosa-6-fosfat isomerase menjadi fruktosa-6-fosfat:
Tindak balas ini berjalan dengan mudah di kedua-dua arah, dan ia tidak memerlukan mana-mana cofactors.
Reaksi ketiga dipangkin oleh enzim phosphofructokinase; fruktosa-6-fosfat yang terhasil sekali lagi di fosforilasi oleh molekul ATP kedua:
Reaksi ini boleh dikatakan tidak dapat dipulihkan, sama dengan heksokinase, berlaku di hadapan ion magnesium dan merupakan tindak balas glikolisis paling perlahan. Malah, tindak balas ini menentukan kadar glikolisis secara keseluruhan.
Phosphofructokinase adalah salah satu enzim allosteric. Ia dihalang oleh ATP dan dirangsang oleh AMP. Pada nilai-nilai penting nisbah ATP / AMP, aktiviti phosphofructokinase terhalang dan glikolisis melambatkan. Sebaliknya, dengan penurunan dalam nisbah ini, keamatan glikolisis meningkat. Oleh itu, dalam otot yang tidak berfungsi, aktiviti phosphofructokinase rendah, dan kepekatan ATP agak tinggi. Semasa kerja otot, terdapat pengambilan ATP yang hebat dan aktiviti phosphofructokinase meningkat, yang menyebabkan peningkatan dalam proses glikolisis.
Reaksi glikolisis keempat dikatalisasi oleh enzim aldolase. Di bawah pengaruh enzim fruktosa-1,6-bisfosfat ini terbahagi kepada dua phosphotrios:
Tindak balas ini boleh diterbalikkan. Bergantung kepada suhu, keseimbangan ditubuhkan pada tahap yang berbeza. Dengan peningkatan suhu, tindak balas beralih ke arah pembentukan triosfat triosa (dihydro-xiacetone fosfat dan gliseraldehid-3-fosfat).
Reaksi kelima ialah tindak balas isomerisasi triosfat triosa. Ia dipangkin oleh enzim triosfosfat isomerase:
Keseimbangan tindak balas isomerase ini beralih ke arah dihydroxyacetonephosphate: 95% dihydroxyacetonephosphate dan kira-kira 5% gliseraldehid-3-fosfat. Dalam tindak balas glikolisis seterusnya, hanya satu dari dua triosofosfat yang terbentuk boleh dimasukkan secara langsung, iaitu gliseraldehid-3-fosfat. Hasilnya, apabila bentuk aldehida trio fosfo terus ditukar, fosfat di-hidroksi asetat ditukar kepada gliseraldehid-3-fosfat.
Pembentukan glyceraldehyde-3-fosfat kerana ia telah selesai peringkat pertama glikolisis. Peringkat kedua adalah yang paling sukar dan penting. Ia melibatkan tindak balas redoks (tindak balas pengoksidaan glikolitik), ditambah dengan fosforilasi substrat, di mana ATP terbentuk.
Akibat daripada tindak balas yang keenam, gliseraldehid-3-fosfat dalam kehadiran gliseraldehid enzim, NAD koenzim dan bukan organik fosfat pelik menjalani pengoksidaan untuk membentuk asid 1,3-bisfosfoglitserinovoy dan bentuk pengurangan NAD (NADH). Reaksi ini disekat oleh iodin atau bromoacetate, meneruskan beberapa peringkat:
1,3-Bisphosphoglycerate adalah sebatian tenaga tinggi (ikatan tenaga tinggi yang konvensional yang diberi label "tilde"
). Mekanisme tindakan glyceraldehyde fosfat dehydrogenase adalah seperti berikut: dengan kehadiran fosfat anorganik, NAD + bertindak sebagai penerima hidrogen, yang dibelah dari gliseraldehid-3-fosfat. Dalam proses pembentukan NADH, glyceraldehyde-3-fosfat mengikat kepada molekul enzim dengan mengorbankan kumpulan SH yang terakhir. Ikatan terbentuk kaya dengan tenaga, tetapi ia rapuh dan pecah di bawah pengaruh fosfat anorganik, dengan pembentukan asam 1,3-bifosfogliserat.
reaksi ketujuh dimangkinkan oleh kinase phosphoglycerate, dengan itu terdapat sisa tenaga yang tinggi pemindahan fosfat (kumpulan fosfat pada kedudukan 1) ke ADP untuk membentuk ATP, dan 3-Phosphogliv asid tserinovoy (3-phosphoglycerate):
Oleh itu, disebabkan oleh tindakan dua enzim (glitseralde-phosphoglycerate kinase dan gidfosfatdegidrogenazy) tenaga yang dikeluarkan oleh pengoksidaan kumpulan aldehid daripada gliseraldehid-3-fosfat kepada kumpulan karboksil dalam bentuk tenaga yang tersimpan ATP. Berbeza dengan fosforilasi oksidatif, pembentukan ATP dari sebatian tenaga tinggi dipanggil fosforilasi substrat.
Reaksi kelapan disertai oleh pemindahan intramolekul kumpulan fosfat yang tersisa, dan asid 3-phosphoglyceric ditukar kepada asid 2-phosphoglyceric (2-phosphoglycerate).
Tindak balas mudah dibalikkan, meneruskan kehadiran ion Mg 2+. Cofactor enzim juga merupakan asid 2,3-bisphosphoglyceric dengan cara yang sama seperti dalam tindak balas fosfoglucomutase glukosa-1,6-bisfosfat memainkan peranan sebagai cofactor:
reaksi kesembilan dimangkinkan oleh enolase enzim, di mana asid 2-phosphoglyceric disebabkan daripada belahan molekul air mengalir ke dalam asid phosphoenolpyruvic (phosphoenolpyruvate), ikatan fosfat dalam kedudukan 2 menjadi vysokoergicheskoy:
Enolase diaktifkan oleh kation divalen Mg 2+ atau Mn 2+ dan dihalang oleh fluorida.
Tindak balas kesepuluh dicirikan oleh pemecahan bon tenaga tinggi dan pemindahan residu fosfat dari phosphoenolpyruvate kepada ADP (substrat fosforilasi). Diberi oleh enzim pyruvate kinase:
Tindakan pyruvate kinase memerlukan Mg 2+ ion, serta kation logam alkali monovalen (K + atau yang lain). Di dalam sel, tindak balas ini tidak boleh diubah.
Akibat reaksi kesebelas, asid piruvat dikurangkan dan asid laktik terbentuk. Reaksi ini diteruskan dengan penyertaan enzim laktat dehidrogenase dan koenzyme NADH, yang terbentuk dalam reaksi keenam:
Urutan tindak balas yang berlaku di glikolisis ditunjukkan dalam rajah. 10.3.
Rajah. 10.3. Urutan tindak balas glikolisis.
1 - hexokinase; 2 - phosphoglucoisome-times; 3 - phosphofructokinase; 4 - aldo-lase; 5 - triosis isomerase fosfat; 6 - glyceraldehyde fosfat dehidrogenase; Kinase 7-phosphoglycerate; 8 - phosphoglyceromutase; 9 - enolase; 10 - pyruvate-Naza; 11 - laktat dehidrogenase.
Tindak balas pengurangan piruvat melengkapkan kitaran glikolisis redoks dalaman. NAD + apabila ia memainkan peranan sebagai pengangkut hidrogen pengantara dari gliseraldehid-3-fosfat (reaksi-6) untuk pyruvic acid (I-11 sambutan) sedang dia pulih dan sekali lagi boleh mengambil bahagian dalam proses kitaran, yang dipanggil oxidoreduction glycolytic.
Kepentingan biologi proses glikolisis terutamanya dalam pembentukan senyawa fosforus yang kaya dengan tenaga. Pada peringkat awal glikolisis, 2 molekul ATP (reaksi heksokinase dan fosfo-fruktin-kinase) dibelanjakan. Pada 4 molekul seterusnya ATP (tindak balas kinase phosphoglycerate dan pyruvate kinase) terbentuk. Oleh itu, kecekapan tenaga glikolisis di bawah keadaan anaerob adalah 2 molekul ATP setiap molekul glukosa.
Seperti yang dinyatakan, tindak balas utama yang membatasi kadar glikolisis adalah phosphofructokinase. Reaksi kedua, glikolisis yang mengehadkan dan mengawal kadar adalah tindak balas heksokinase. Di samping itu, glikolisis juga dikawal oleh LDH dan isoenzimnya.
Dalam tisu dengan metabolisme aerobik (tisu jantung, buah pinggang, dan lain-lain), LDH isoenzim mendominasi.1 dan LDH2 (lihat bab 4). Ini isozymes Ingi-biruyutsya walaupun kepekatan kecil pyruvate, yang menghalang pembentukan asid laktik dan menggalakkan pengoksidaan yang lebih lengkap pyruvate (lebih tepat lagi, acetyl-CoA) dalam kitaran asid tricarboxylic.
Dalam tisu manusia, yang sebahagian besarnya menggunakan tenaga glikolisis (contohnya, otot rangka), isoenzim utama adalah LDH5 dan LDH4. Aktiviti LDH5 maksimum pada kepekatan piruvat yang menghalang LDH1. Keagungan isoenzim LDH4 dan LDH5 menyebabkan glikolisis anaerobik yang sengit dengan penukaran pesat piruvat kepada asid laktik.
Seperti yang dinyatakan, proses pecahan anaerobik glikogen dipanggil glikogenolisis. Penglibatan unit glikogen D-glukosa dalam proses glikolisis berlaku dengan penyertaan 2 enzim - fosforilase a dan fosfo-gluco-mutase. Glukosa-6-fosfat yang terbentuk akibat daripada tindak balas fosfoglucomutase mungkin dimasukkan dalam proses glikolisis. Selepas pembentukan glukosa-6-fosfat, jalur selanjutnya bagi glikolisis dan glikogenolisis sepenuhnya bertepatan:
Dalam proses glikogenolisis, bukan dua, tetapi tiga molekul ATP terkumpul dalam bentuk sebatian tenaga tinggi (ATP tidak dibelanjakan untuk pembentukan glukosa-6-fosfat). Nampaknya kecekapan tenaga glyco-genolysis nampaknya agak lebih tinggi daripada proses glikolisis, tetapi kecekapan ini hanya dapat dilihat dengan adanya fosforilasi aktif a. Perlu diingatkan bahawa ATP dikonsumsi dalam proses pengaktifan phosphorolylase b (lihat Rajah 10.2).
Biologi
Glikolisis (Pg Glycos -. Sweet, lysis - pemisahan) - peringkat pertama respirasi sel, yang merupakan urutan tindak balas di mana satu molekul glukosa (C6H12O6) berpecah menjadi dua molekul asid piruvat (C3H4O3). Reaksi berlaku di sitoplasma tanpa penyertaan oksigen, tetapi dengan penyertaan enzim. Dalam pyruvate atom karbon berada di dalam keadaan yang lebih teroksida, sejak empat atom hidrogen berpecah dan dikurangkan dengan sebatian lain (NAD untuk NAD · H2).
Jumlah tindak balas glikolisis
Hasil tenaga murni yang tersimpan dalam ATP hanya dua molekul, yang menunjukkan kecekapan rendah tahap pernafasan selular ini. Kebanyakan tenaga glukosa kekal dalam asid piruvat, dan disimpan di NAD · H2. Semasa respirasi aerobik, tenaga ini kemudian digunakan untuk menghasilkan jumlah utama molekul ATP.
Oleh kerana glukosa kehilangan empat atom hidrogen semasa glikolisis, ia teroksida. Penerima hidrogen adalah molekul nikotinamide adenine dinucleotide (NAD +).
Glukosa tidak segera mengurai ke piruvat, tetapi melalui satu tindak balas tindak balas berturut-turut. Secara keseluruhan, mereka boleh dibentangkan dalam tiga peringkat:
Glukosa fosforilasi oleh kumpulan fosfat ATP dan diubah menjadi fruktosa-1,6-bisphosphate. Ia menggunakan dua molekul ATP yang menjadi ADP.
Fruktosa-1,6-biphosphat dipecah menjadi dua gula tiga-fosforilasi.
Gula ini ditukar kepada asid piruvat. Dalam kes ini, empat molekul ATP disintesis, dan hidrogen ditambah kepada dua molekul NAD.
Sekitar sembilan enzim yang membentuk penghantar terlibat dalam glikolisis. Seperti yang dapat dilihat dari skema, glikolisis diteruskan dalam sepuluh peringkat.
Dengan pengoksidaan lanjut asid piruvat dalam mitokondria, tenaga yang disimpan dalam NAD · H digunakan.2.
Dalam proses evolusi, glikolisis adalah cara pertama untuk mendapatkan ATP. Pada zaman kita, ciri-ciri kedua-dua prokariote dan eukariota sebagai salah satu peringkat pernafasan sel.
Perlu diingat bahawa dalam sel, glikolisis bukan satu-satunya cara untuk mengoksidasi glukosa.
6 alasan untuk tidak makan gula dan apa yang rosak di dalam badan
Bersyukur untuk menyambut anda, pelanggan setia saya! Saya cadangkan anda untuk membincangkan satu topik yang rumit, tetapi sangat penting: apakah gula di dalam badan memecah? Baiklah: semua orang suka makan manis. Tetapi beberapa orang membayangkan bahaya gula, dan bagaimana konsumsinya boleh berakhir untuk organisma.
Gula adalah racun putih. Adakah ini benar?
Untuk permulaan, gula adalah salah satu makanan terlaris di dunia. Sukar untuk tidak bersetuju dengan ini. Mengaku, kerana di dapur masing-masing ada gula?
Ia adalah perlu untuk penyediaan pastri, pencuci mulut, jem, marinades. Kami tidak menafikan sesudu gula tambah kepada teh atau kopi. Untuk mengatakan bahawa produk ini benar-benar berbahaya kepada kesihatan, adalah mustahil. Produk ini diperlukan untuk badan untuk:
- meningkatkan aktiviti otak;
- mengelakkan bekuan darah di dalam saluran darah;
- merangsang fungsi hati dan limpa;
- normalisasi peredaran darah di otak dan saraf tunjang;
- peningkatan selera makan dan mood.
Seorang lelaki tanpa gula tidak boleh sihat, pasti. Akibat kekurangan gula-gula, ingatan, perhatian akan merosot, seseorang tidak akan dapat berfikir dengan cepat, memusatkan perhatiannya pada sesuatu.
Tidak sia-sia bahawa anak-anak sekolah dan pelajar pada waktu pagi, sebelum belajar atau meneliti, disyorkan untuk minum secawan teh manis atau makan coklat. Darah kita amat memerlukan gula.
Tetapi, sebagai tambahan kepada sifat berguna, gula boleh membawa dan membahayakan tubuh:
- berat badan;
- tahap glukosa darah meningkat;
- beban pada pankreas;
- masalah jantung;
- penyakit kulit;
- kerosakan gigi.
Sudah tentu, kita tidak bercakap mengenai gula tulen, tetapi mengenai produk dengan kandungannya. Pada siang hari kita boleh makan yoghurt tidak berbahaya, kue oatmeal atau epal.
Adakah anda tahu bahawa menurut Pertubuhan Kesihatan Sedunia, kadar gula harian bagi wanita adalah 25 gram, dan bagi lelaki, 37?
Sebagai contoh, epal sudah mengandungi 10 gram gula. Dan jika anda minum segelas soda manis - ini sudah melebihi keperluan harian anda.
Jadi, kembali kepada persoalan sama ada gula adalah racun, anda boleh menjawab apa yang berlaku jika ia melebihi norma. Manis yang kita perlukan, tetapi dalam kuantiti yang munasabah.
Apa yang berlaku dengan gula di dalam badan?
Anda mungkin tidak mempunyai ujian darah untuk gula lebih daripada sekali, dan oleh itu anda tahu bahawa tahapnya mesti stabil. Untuk memahami bagaimana ini berfungsi, saya mencadangkan untuk mempertimbangkan apa gula secara umum dan apa yang berlaku apabila ia memasuki badan kita.
Gula industri, yang kita gunakan untuk tujuan masakan, sebenarnya sukrosa, karbohidrat yang diperbuat daripada bit atau rotan.
Sucrose terdiri daripada glukosa dan fruktosa. pecahan sukrosa kepada glukosa dan fruktosa bukanlah sesuatu yang di dalam badan dan di dalam mulut dengan seberapa segera yang kita makan makanan. Pemisahan berlaku di bawah pengaruh enzim saliva.
Dan hanya maka semua bahan diserap ke dalam darah. Glukosa menyediakan rizab tenaga badan. Juga apabila sukrosa yang dicelupkan di dalam badan memulakan pembentukan insulin hormon.
Ia memberi kesan, pada gilirannya, pembentukan glikogen dari glukosa yang tersisa, yang berfungsi sebagai jumlah tenaga tertentu.
Dan sekarang, bayangkan bahawa seseorang makan banyak manis. Sebahagian daripada belahan glukosa yang terhasil akan membuang tenaga yang diperlukan.
Selebihnya mula dirawat dengan insulin. Tetapi kerana terdapat banyak glukosa, insulin tidak mempunyai masa untuk bekerja dan meningkatkan keamatannya.
Dan ini adalah beban besar pada pankreas. Lama kelamaan, sel-sel kelenjar berkurangan dan tidak dapat menghasilkan insulin yang mencukupi. Ini dipanggil diabetes.
Satu lagi bahaya untuk pencinta manis terletak pada fakta bahawa di hati, glukosa yang berlebihan diubah menjadi asid lemak dan gliserin, yang disimpan dalam lemak. Dalam bahasa yang mudah, seseorang mula sembuh, kerana tubuhnya tidak mempunyai masa untuk membuang rizab lemak dan hanya meletakkannya di sebelahnya.
Bagaimana menggunakan gula untuk kesihatan?
Seperti yang telah saya katakan, badan memerlukan sukrosa, tetapi perlu menggunakan produk ini dengan betul dan bijak. Lagipun, cinta yang berlebihan untuk pencuci mulut dan pastri boleh menyebabkan obesiti, diabetes, masalah perut dan jantung.
Ini dan berat badan berlebihan, yang dengan serta-merta menambah umur kepada seseorang, membuat penampilannya tidak sihat. Oleh itu, penting untuk belajar mengawal tahap makanan manis yang dimakan.
- had, dan sebaiknya keluarkan gula dalam bentuk tulen dari diet;
- makan sukrosa dalam bentuk semula jadi: buah-buahan, buah beri, madu, buah-buahan kering, kacang-kacangan, sayur-sayuran;
- dalam penyediaan pencuci mulut atau baking menolak beberapa kali jumlah gula dalam resipi ini, tetapi sebaliknya menggunakan madu, kelapa dan gula perang, sirap berdasarkan agave, maple, ekstrak semula jadi stevia;
- makan manis pada waktu pagi;
- jika anda minum teh dengan gula-gula atau kue, minuman itu harus menjadi gurih.
Di samping itu, anda perlu bergerak lebih banyak dan minum lebih banyak air tulen supaya karbohidrat yang berlebihan dihapuskan dari badan. Jika anda benar-benar mahu makan sekeping kek, makan aprikot kering atau kacang.
Dan supaya badan tidak merasakan kekurangan glukosa dan fruktosa, minum spirulina dan chlorella. Kedua-dua alga ini sangat menghilangkan keinginan untuk gula-gula. Apa itu, saya akan memberitahu anda dalam artikel berikut.
Juga beri perhatian kepada jenis produk. Di dunia yang tidak hanya digunakan sebagai bahan mentah untuk sukrosa! Dan bit, dan buluh, dan sapu birch, dan juga maple sap!
Kami menggunakan gula bit gula. Dalam artikel sebelumnya, saya telah memberitahu anda bagaimana penapisan berbahaya, mengapa lebih baik menolak produk tersebut. Biar saya mengingatkan anda secara ringkas: penapisan adalah proses pembersihan produk melalui pendedahan kepada bahan kimia seperti petrol.
Gula yang lebih sihat: bit atau rotan? Pasti mustahil untuk mengatakan, semuanya bergantung pada kualiti produk. Reed yang kita ada jauh lebih mahal, tetapi ini disebabkan oleh fakta bahawa ia diimport dari luar negara.
Saya cadangkan membeli produk mentah (walaupun rotan, walaupun bit). Ia boleh diiktiraf oleh warna coklat atau kuningnya. Ia tidak kelihatan sangat bagus, tetapi terdapat banyak sifat berguna dan mineral berharga di dalamnya!
Itulah semua pelanggan sayangku! Saya akan gembira jika artikel ini berguna kepada anda dan akan membantu sekurang-kurangnya satu langkah yang lebih dekat dengan gaya hidup yang sihat. Baca dengan faedah, beritahu rakan anda, tetapi saya tidak mengucapkan selamat tinggal kepada anda dan tidak lama lagi saya akan memberitahu anda sesuatu yang menarik!
Gula. Pemisahan glukosa. Tenaga
L, K. STAROSELTSEVA, Doktor Sains Biologi
Sebaik sahaja mereka tidak memanggil gula sekarang: musuh putih, racun manis, dan kalori kosong. Kenapa tuduhan berat produk ini begitu berat? Untuk menjawab soalan ini, marilah kita pertimbangkan apa gula dan laluan apa yang diperlukan ketika memasuki tubuh.
Gula dihasilkan, seperti yang diketahui, dari bit gula atau rotan. Dalam proses pemprosesan sucrose mereka terbentuk; Dengan komposisi kimia, ia dikelaskan sebagai disakarida karbohidrat yang terdiri daripada glukosa dan fruktosa. Sucrose tidak mengandungi vitamin, garam mineral, atau sebarang bahan biologikal yang lain yang terdapat di hampir semua makanan lain dari tumbuhan dan haiwan.
Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna bahawa gula tidak mempunyai kelebihan. Glukosa diperlukan untuk pemakanan tisu otak, hati, otot. Agar ini dan organ-organ lain cukup dibekalkan dengan glukosa, kandungannya dalam darah mesti tetap: 3.4-5.5 mmol / liter, atau 60-90 w%.
Gula dipecah menjadi glukosa dan fruktosa sudah di mulut dengan tindakan enzim air liur. Melalui uevxs.-: "sel-sel mucosal dari hyulost" 1 mulut. dan kemudian usus kecil gg -: - :: - g: =.: - ■: diserap ke dalam darah. Akhirnya
: a. ': its = •: ■:;>' naik, dan ini berfungsi sebagai isyarat
rembesan insulin - hormon
g, kelenjar tepat.
Insulin merangsang aktiviti glukokinase enzim, kehadiran
.-: -_ = Di dalam sel hati dan kondusif /
/ -union ke molekul glukosa fosor. kerana ia hanya dalam bentuk (phosphorylated) ini bahawa glukosa boleh dipecahkan di sini, di hati, ke produk akhir metabolisme, sambil melepaskan tenaga. Ingat, dengan cara itu, dalam proses menukar 100 gram gula dalam badan, 374 kilocalories dibebaskan.
Tetapi tidak semua glukosa akan segera memenuhi keperluan tenaga. Di bawah pengaruh insulin, sebahagian daripada glukosa ditukar kepada glikogen, yang disimpan terutamanya dalam hati. Ini adalah rizab yang digunakan oleh badan untuk mengekalkan kepekatan glukosa dalam darah, dan oleh itu, untuk membekalkannya dengan organ dan tisu.
Mereka yang makan banyak gula-gula, hiperglikemia berlaku, iaitu, glukosa darah tinggi, yang memerlukan peningkatan rembesan insulin untuk menggunakan glukosa ini. Akibatnya, sel-sel beta penghasil insulin dari pulau pankreas Langerhans bekerja dengan beban. Dan apabila mereka habis dan mula menghasilkan kurang insulin, proses transformasi dan pemisahan glukosa terganggu. Dan ini boleh membawa kepada perkembangan diabetes.
Satu lagi bahaya yang sama serius mengancam gigi manis. Dalam proses pemisahan dan penukaran selanjutnya glukosa dalam asid lemak hati dan gliserin terbentuk. Asid lemak (sesetengahnya adalah dalam bentuk trigliserida, dan ada dalam bentuk bebas) disembur ke dalam darah dan diangkut ke depot tisu adipose, sebagai contoh, dalam tisu lemak subkutan, dan disimpan di sana. Dengan pengambilan gula dalam tubuh yang berlebihan, kandungan lemak dalam darah (hyperlipidemia) dapat meningkat, dan ia lebih banyak disimpan di depot lemak. Obesiti tidak dapat dielakkan. Kerana kedua-dua hyperglycemia dan hyperlipidemia adalah syarat-syarat yang biasanya saling berkaitan, diabetes dan obesiti sering berjalan dalam tangan. Dan bukanlah kebetulan orang gemuk dengan diabetes menjadi lebih kerap daripada mereka yang mempunyai berat badan normal.
Penggunaan gula berlebihan melanggar metabolisme semua bahan dalam badan, termasuk protein. Apabila hiperglikemia menindas rembesan hormon pankreas - glukogon, dan dalam keadaan kekurangannya, terdapat kegagalan dalam pemecahan protein kepada asid amino. Pelanggaran metabolisme protein dan karbohidrat dalam kombinasi dengan gangguan fungsi alat insula melemahkan pertahanan tubuh. Ini disahkan oleh pemerhatian klinikal yang menunjukkan penurunan imuniti pada pesakit diabetes mellitus.
Anda tidak boleh terlibat dengan manis juga kerana dalam rongga mulut, gula menjadi persekitaran yang baik untuk aktiviti penting bakteria yang menghancurkan enamel gigi dan menyebabkan kerosakan gigi.
Berapa banyak gula yang boleh anda makan untuk mengelakkan merosakkan badan? Seperti yang disyorkan oleh pakar dari Institut Pemakanan Akademi Sains Perubatan USSR, tidak lebih daripada 50-70 gram sehari, termasuk gula yang terdapat dalam gula-gula, kuih-muih dan hidangan manis. Bagi orang yang lebih tua, kadar ini dikurangkan kepada 30-50 gram. Dan mereka yang cenderung berlebihan berat badan tidak boleh makan gula sama sekali. Lagipun, glukosa dalam badan dibentuk bukan sahaja dari sukrosa, tetapi juga daripada asid amino, pati, dan lemak. Jadi kekurangan gula dalam diet dengan pemakanan seimbang penuh tidak berbahaya, tetapi kelebihannya mengancam bencana.
Tindakan enzim mengenai pecahan gula
Enzim yang bertanggungjawab untuk pecahan molekul gula dalam sistem penghadaman badan kita adalah luas. Setiap organ atau rongga saluran pencernaan mempunyai set sendiri enzim sedemikian. Mengapa tidak melakukan apa-apa yang sejagat? Dan adakah itu?
Sebab-sebab untuk kepelbagaian enzim
Terdapat beberapa sebab untuk pelbagai jenis enzim yang memecahkan gula. Yang utama adalah seperti berikut:
1. Pelbagai jenis gula.
Malah, walaupun molekul gula yang paling kecil - asas terdiri daripada sejumlah atom yang agak banyak. Ia hanya sedikit mengubah lokasi mereka, kerana gula secara mendadak mengubah sifatnya. Dan setiap tumbuhan mempunyai jenis tertentu dari bahan-bahan ini. Dan bagi setiap jenis badan perlu mempunyai enzimnya sendiri.
2. Pelbagai sebatian molekul kecil menjadi yang besar.
Walaupun molekul gula yang sama, berbeza menyatu dalam rantai, membentuk polysaccharides yang berbeza. Sebagai contoh, kanji dan glikogen adalah rantaian besar molekul glukosa, tetapi ia dipecahkan oleh tindakan enzim dengan cara yang berbeza.
3. Perbezaan dalam bentuk gula yang melalui organ-organ yang berbeza.
Jika gula memasuki rongga mulut dalam bentuk rantai yang sangat panjang dengan kanji atau glikogen yang sama, maka sudah ada dalam usus hanya molekul kecil yang memerlukan pendekatan mereka sendiri. Dan akibat tabiat sejarah yang panjang memakan sejumlah besar makanan tumbuhan, tubuh kita telah belajar menghasilkan pelbagai enzim untuk memecahkan kebanyakan gula.
Jalan gula di dalam badan
Pada mulanya, sekali dalam badan, gula mula diproses oleh enzim air liur - air liur amilase masih di dalam mulut. Di sini mereka rantaian panjang dan tidak dapat ditemui dari banyak molekul individu. Tindakan enzim dalam rongga mulut secara beransur-ansur menghancurkan hubungan antara mereka semua. Akibatnya, molekul besar secara beransur-ansur merosot ke bahagian konstituennya.
Perut juga mempunyai sendiri - gastrik - amilase, dan ini menunjukkan bahawa proses pemisahan rantai gula terus di sini. Satu-satunya polisakarida yang tidak dicerna oleh badan kita dan tidak terdedah kepada tindakan enzim adalah selulosa. Ia melalui saluran pencernaan manusia, memainkan peranan penting dalam mengekalkan nada usus. Tetapi rayap dalam usus adalah bakteria yang mempunyai enzim sendiri untuk mencerna selulosa. Tindakan enzim membolehkan serangga ini makan kayu lama dan pelbagai sisa tumbuhan.
Tetapi sudah dalam usus gula mendapat dalam bentuk molekul kecil yang berasingan, sukrosa, maltosa dan laktosa. Gula ini terdiri daripada dua molekul asas. Maltose, misalnya - dari dua molekul glukosa, dan sukrosa - dari glukosa dan fruktosa. Dan pada molekul ganda ini dalam usus kecil, enzim khas dipanggil dengan nama gula itu sendiri - maltase, laktase, sucrase - mula berkuat kuasa.
Dan sudahpun, molekul-molekul tunggal yang terkecil diserap secara bebas oleh usus, masukkan darah dan dibawa ke semua sel tubuh, di mana tenaga dihasilkan dari mereka untuk sebarang proses. Akibatnya, tubuh tidak dapat, pada dasarnya, menguruskan dengan sejenis enzim pencernaan untuk semua gula, tetapi sejumlah besarnya membolehkannya untuk memroses makanan yang paling cekap.
31. Glikolisis
dipanggil urutan reaksi, hasilnya:
a) kanji dan
glikogen dipecahkan kepada glukosa;
b). glukosa
terbahagi kepada dua molekul asid piruvat (PVC);
dalam). glukosa
terbahagi kepada dua molekul asid laktik;
d). glukosa
berpecah menjadi karbon dioksida dan air.
32. Reaksi glikolisis
aliran:
a) dalam matriks
mitokondria di bawah keadaan aerobik;
b). pada crista mitokondria
di bawah keadaan aerobik;
dalam). di lisosomes
di bawah keadaan anaerobik;
d). di lisosomes
di bawah keadaan aerobik.
33. Hasil ATP bersih dalam
Reaksi glikolisis dalam pemisahan satu molekul glukosa adalah, dalam
molekul:
34.When respirasi aerobik PVK
(produk glukosa yang dipisahkan) dioksidakan kepada:
a) Karbon dioksida dan air;
b). etil alkohol dan
karbon dioksida;
c). asid susu dan asid karbonik
gas;
g) asid tenusu dan
karbon dioksida atau etil alkohol dan karbon dioksida.
35.When respiration anaerobic
PVK berubah menjadi:
a) karbon dioksida dan air;
b) etil alkohol dan
karbon dioksida;
c) asid susu dan
karbon dioksida;
d). asid laktik dan
karbon dioksida atau alkohol etil dan karbon dioksida.
36. Kitaran reaksi
asid trikarboksilat (kitaran Krebs). aliran dalam sel:
a). dalam matriks mitokondria
di bawah keadaan aerobik;
b). pada kristal mitokondria
di bawah keadaan aerobik;
c). dalam lisosom
keadaan anaerobik;
d). dalam lysosomes dengan aerobik
keadaan.
37. Bilangan ATP,
dibentuk dalam kitaran; asid trikarboksilat dalam pengoksidaan molekul tunggal
glukosa dalam molekul:
38. Enzim pernafasan
rantai yang memastikan reaksi fosforilasi oksidatif,
terletak:
b) dalam matriks mitokondria;
c). pada membran luar
mitokondria;
d) pada cristae dalaman
membran mitokondria.
39. jumlah ATP,
terbentuk di rantai pernafasan enzim semasa pengoksidaan molekul tunggal
glukosa dalam molekul:
40. Jumlah ATP,
terbentuk semasa pernafasan aerobik akibat pengoksidaan lengkap satu
molekul glukosa adalah, dalam molekul:
Glycogen: pendidikan, pemulihan, pemisahan, fungsi
Glikogen adalah karbohidrat rizab haiwan, yang terdiri daripada sejumlah besar residu glukosa. Pembekalan glikogen membolehkan anda dengan cepat mengisi kekurangan glukosa dalam darah, sebaik sahaja parasnya berkurangan, glikogen berpecah, dan glukosa bebas memasuki darah. Pada manusia, glukosa terutamanya disimpan sebagai glikogen. Ia tidak menguntungkan bagi sel untuk menyimpan molekul glukosa individu, kerana ini akan meningkatkan tekanan osmosis di dalam sel. Dalam strukturnya, glikogen menyerupai kanji, iaitu polysaccharide, yang kebanyakannya disimpan oleh tumbuhan. Pati juga terdiri daripada sisa-sisa glukosa yang disambungkan kepada satu sama lain, namun terdapat lebih banyak cawangan dalam molekul glikogen. Reaksi yang berkualiti tinggi kepada glikogen - tindak balas dengan iodin - memberikan warna coklat, tidak seperti reaksi yodium dengan kanji, yang membolehkan anda mendapatkan warna ungu.
Peraturan pengeluaran glikogen
Pembentukan dan pecahan glikogen mengawal beberapa hormon, iaitu:
1) insulin
2) glukagon
3) adrenalin
Pembentukan glikogen berlaku selepas kepekatan glukosa dalam darah meningkat: jika terdapat banyak glukosa, ia mesti disimpan untuk masa depan. Pengambilan glukosa oleh sel-sel terutamanya dikawal oleh dua hormon-antagonis, iaitu, hormon dengan kesan yang bertentangan: insulin dan glukagon. Kedua-dua hormon ini disekat oleh sel pankreas.
Sila ambil perhatian: perkataan "glucagon" dan "glikogen" sangat serupa, tetapi glukagon adalah hormon, dan glikogen adalah polisakarida ganti.
Insulin disintesis jika terdapat banyak glukosa dalam darah. Ini biasanya berlaku selepas seseorang makan, terutamanya jika makanannya kaya makanan karbohidrat (contohnya, jika anda makan tepung atau makanan manis). Semua karbohidrat yang terkandung dalam makanan dipecah menjadi monosakarida, dan sudah dalam bentuk ini diserap melalui dinding usus ke dalam darah. Oleh itu, tahap glukosa meningkat.
Apabila reseptor sel bertindak balas kepada insulin, sel-sel menyerap glukosa dari darah, dan tahapnya berkurangan lagi. Dengan cara itu, itulah sebabnya diabetes - kekurangan insulin - secara kiasan disebut "kelaparan di kalangan kelimpahan", kerana dalam darah selepas makan makanan yang kaya dengan karbohidrat, banyak gula muncul, tetapi tanpa insulin, sel-sel tidak dapat menyerapnya. Sebahagian daripada sel glukosa digunakan untuk tenaga, dan selebihnya diubah menjadi lemak. Sel hati menggunakan glukosa yang diserap untuk mensintesis glikogen. Sekiranya terdapat sedikit glukosa dalam darah, proses pembalikan berlaku: pankreas menyembuhkan hormon glukagon, dan sel-sel hati mula memecahkan glikogen, melepaskan glukosa ke dalam darah, atau mensintesis glukosa sekali lagi dari molekul mudah, seperti asid laktik.
Adrenalin juga membawa kepada pecahan glikogen, kerana tindakan keseluruhan hormon ini bertujuan untuk menggerakkan badan, menyiapkannya untuk jenis reaksi "hit atau run". Dan untuk ini, kepekatan glukosa menjadi lebih tinggi. Kemudian otot boleh menggunakannya untuk tenaga.
Oleh itu, penyerapan makanan membawa kepada pembebasan insulin hormon ke dalam darah dan sintesis glikogen, dan kebuluran menyebabkan pelepasan glukagon hormon dan pecahan glikogen. Pembebasan adrenalin, yang berlaku dalam situasi yang tertekan, juga membawa kepada pecahan glikogen.
Apakah glycogen disintesis dari?
Glukosa-6-fosfat bertindak sebagai substrat untuk sintesis glikogen, atau glikogenogenesis, kerana ia sebaliknya dipanggil. Ini adalah molekul yang diperolehi daripada glukosa selepas melampirkan residu asid fosforik kepada atom karbon keenam. Glukosa, yang membentuk glukosa-6-fosfat, memasuki hati dari darah dan ke dalam darah dari usus.
Pilihan lain adalah mungkin: glukosa boleh disintesis semula daripada prekursor yang lebih mudah (asid laktik). Dalam kes ini, glukosa dari darah memasuki, sebagai contoh, di dalam otot, di mana ia dipecah menjadi asid laktik dengan pelepasan tenaga, dan kemudian asid laktik yang terkumpul diangkut ke hati, dan sel-sel hati mensintesis semula glukosa daripadanya. Kemudian glukosa ini boleh ditukar menjadi glukosa-6-phosphot dan seterusnya dengan asasnya untuk mensintesis glikogen.
Tahap pembentukan glikogen
Jadi, apa yang berlaku dalam proses sintesis glikogen daripada glukosa?
1. Glukosa selepas penambahan residu asid fosforik menjadi glukosa-6-fosfat. Ini disebabkan oleh enzim hexokinase. Enzim ini mempunyai beberapa bentuk yang berbeza. Hexokinase dalam otot adalah sedikit berbeza daripada hexokinase dalam hati. Bentuk enzim ini, yang terdapat di hati, lebih teruk daripada glukosa, dan produk yang terbentuk semasa reaksi tidak menghalang reaksi. Disebabkan ini, sel-sel hati dapat menyerap glukosa hanya apabila terdapat banyaknya, dan saya dapat segera mengubah banyak substrat menjadi glukosa-6-fosfat, walaupun saya tidak mempunyai masa untuk memprosesnya.
2. Enzim phosphoglucomutase mempelbagaikan penukaran glukosa-6-fosfat kepada isomernya, glukosa-1-fosfat.
3. Glukosa-1-fosfat yang dihasilkan kemudiannya menggabungkan dengan uridine triphosphate, membentuk UDP-glukosa. Proses ini dipangkin oleh enzim pyrophosphorylase UDP-glukosa. Tindak balas ini tidak dapat diteruskan ke arah yang bertentangan, iaitu, tidak dapat dipulihkan dalam keadaan yang terdapat di dalam sel.
4. Enzim glikogen sintetik memindahkan sisa glukosa ke molekul glikogen yang baru muncul.
5. Enzim penapaian glikogen menambah titik cawangan, mewujudkan "cawangan" baru pada molekul glikogen. Kemudian di akhir cawangan glukosa baru cawangan ini ditambahkan menggunakan sintetik glikogen.
Di manakah glikogen disimpan selepas pembentukan?
Glycogen adalah polysaccharide ganti yang diperlukan untuk kehidupan, dan ia disimpan dalam bentuk granul kecil yang terletak di sitoplasma beberapa sel.
Glycogen menyimpan organ-organ berikut:
1. Hati. Glikogen cukup banyak di hati, dan ia adalah satu-satunya organ yang menggunakan kedai glikogen untuk mengawal kepekatan gula dalam darah. Sehingga 5-6% mungkin glikogen dari jisim hati, yang kira-kira hampir 100-120 gram.
2. Otot. Dalam otot, kedai glikogen kurang dalam peratusan (sehingga 1%), tetapi secara keseluruhan, mengikut berat, mereka boleh melebihi semua glikogen yang tersimpan dalam hati. Otot tidak memancarkan glukosa yang terbentuk selepas pecahan glikogen ke dalam darah, mereka menggunakannya hanya untuk keperluan mereka sendiri.
3. Buah pinggang. Mereka mendapati sejumlah kecil glikogen. Jumlah kuantiti yang lebih kecil didapati dalam sel glial dan dalam leukosit, iaitu sel darah putih.
Berapa lama kedai glikogen terakhir?
Dalam proses aktiviti penting organisma, glikogen disintesis dengan kerap, hampir setiap kali selepas makan. Tubuh tidak masuk akal untuk menyimpan sejumlah besar glikogen, kerana fungsi utamanya tidak berfungsi sebagai penderma gizi selama mungkin, tetapi untuk mengatur jumlah gula dalam darah. Kedai Glycogen berlangsung selama 12 jam.
Sebagai perbandingan, lemak yang disimpan:
- Pertama, mereka biasanya mempunyai jisim yang jauh lebih besar daripada jisim glikogen yang tersimpan,
- Kedua, mereka dapat cukup untuk satu bulan kewujudan.
Juga diperhatikan adalah bahawa badan manusia boleh menukar karbohidrat menjadi lemak, tetapi tidak sebaliknya, yang disimpan lemak untuk menjadi glikogen tidak berfungsi, hanya boleh digunakan secara langsung untuk tenaga. Tetapi untuk memecahkan glikogen kepada glukosa, kemudian memusnahkan glukosa itu sendiri dan menggunakan produk yang dihasilkan untuk sintesis lemak tubuh manusia cukup mampu.
Glikolisis aerobik dan anaerobik. Apakah peranan mereka dalam kehidupan manusia?
Untuk memahami apa glikolisisnya, seseorang akan merujuk kepada istilah Yunani, kerana istilah ini berasal dari kata-kata Yunani: glycos - manis dan lysis - perpecahan. Nama glukosa berasal dari perkataan Glycos. Oleh itu, istilah ini merujuk kepada proses ketepuan glukosa dengan oksigen, sebagai hasilnya satu molekul bahan manis memecah masuk ke dalam dua mikrofon asid piruvat. Glikolisis adalah tindak balas biokimia yang berlaku dalam sel hidup dan bertujuan untuk memecah glukosa. Terdapat tiga pilihan untuk penguraian glukosa, dan glikolisis aerobik adalah salah satu daripadanya.
Proses ini terdiri daripada beberapa reaksi kimia pertengahan, diikuti dengan pembebasan tenaga. Inilah intipati utama glikolisis. Tenaga yang dilepaskan dibelanjakan untuk aktiviti penting umum organisme hidup. Formula umum untuk memecahkan glukosa adalah seperti berikut:
Glukosa + 2NAD + + 2ADF + 2Pi → 2 piruvat + 2 NADH + 2H + + 2ATF + 2H2O
Pengoksidaan aerobik glukosa dengan pemisahan seterusnya molekul enam karbon dilakukan melalui 10 reaksi perantaraan. 5 reaksi pertama, menggabungkan fasa penyediaan persediaan, dan tindak balas berikutnya adalah untuk pembentukan ATP. Semasa reaksi, isomer stereoskopik gula dan terbitannya terbentuk. Pengumpulan tenaga utama dalam sel berlaku pada fasa kedua, yang berkaitan dengan pembentukan ATP.
Tahap glycolysis oksidatif. Fasa 1.
Dalam glikolisis aerobik, terdapat 2 fasa.
Fasa pertama adalah persediaan. Di dalamnya, glukosa bertindak balas dengan 2 molekul ATP. Fasa ini terdiri daripada 5 tindak balas biokimia berturut-turut.
Peringkat pertama. Phosphorylation glukosa
Fosforilasi, iaitu, proses pemindahan sisa-sisa asid fosforik dalam tindak balas pertama dan seterusnya dijalankan oleh molekul asid anhidridafosfat.
Pada peringkat pertama, residu asid fosforik dari molekul adiposfat dipindahkan ke struktur molekul glukosa. Semasa proses itu, glukosa-6-fosfat diperolehi. Hexokinase bertindak sebagai pemangkin, mempercepatkan proses dengan bantuan ion magnesium bertindak sebagai cofactor. Ion magnesium terlibat dalam tindak balas glikolisis lain.
Peringkat ke-2. Pembentukan isomer glukosa-6-fosfat
Pada peringkat ke-2 isomerisasi glukosa-6-fosfat kepada fruktosa-6-fosfat.
Isomerisasi adalah pembentukan bahan-bahan yang sama berat, komposisi unsur-unsur kimia, tetapi dengan sifat-sifat yang berbeza kerana susunan atom-atom dalam molekul yang berbeza. Isomerisasi bahan dijalankan di bawah tindakan keadaan luaran: tekanan, suhu, pemangkin.
Dalam kes ini, proses itu dijalankan di bawah tindakan pemangkin isomerase fosfoglucosa dengan penyertaan ion Mg +.
Langkah ke-3. Fosforilasi fruktosa-6-fosfat
Pada tahap ini, kumpulan fosforil dilampirkan oleh ATP. Proses ini dilakukan dengan penyertaan enzim phosphofructokinase-1. Enzim ini hanya bertujuan untuk penyertaan dalam hidrolisis. Sebagai tindak balas reaksi, fruktosa-1,6-bisphosphate dan adhesintriphazosphate nukleotida diperolehi.
ATP adalah adezintriphosphate, sumber tenaga yang unik dalam organisma hidup. Ia adalah molekul yang agak rumit dan rumit yang terdiri daripada kumpulan hidrokarbon, hidroksil, nitrogen dan fosforik dengan satu ikatan bebas, dipasang dalam beberapa struktur kitaran dan linier. Pembebasan tenaga berlaku akibat daripada interaksi residu asid fosforik dengan air. Hidrolisis ATP diiringi oleh pembentukan asid fosforik dan pembebasan 40-60 J tenaga, yang badannya membelanjakan mata pencariannya.
Tetapi sebelum fosforilasi glukosa perlu berlaku dengan mengorbankan molekul Adesintriphosphate, iaitu, pemindahan residu asid fosforik kepada glukosa.
Langkah keempat. Pemecahan fruktosa-1,6-diphosphat
Dalam tindak balas keempat, fruktosa-1,6-diphosphat terbahagi kepada dua bahan baru.
- Fosfat Dioxiacetone,
- Glycerald aldehyde-3-phosphate.
Dalam proses kimia ini, aldolase, enzim yang terlibat dalam metabolisme tenaga dan perlu dalam diagnosis sejumlah penyakit, bertindak sebagai pemangkin.
Langkah ke-5. Pembentukan triosfosfat isomer
Dan akhirnya, proses terakhir ialah isomerisasi triososat triosa.
Glycerald-3-fosfat akan terus mengambil bahagian dalam proses hidrolisis aerobik. Dan komponen kedua, fosfat dioxyacetone, dengan penyertaan isomerase enzim triosofosphat, ditukar kepada gliseraldehid-3-fosfat. Tetapi transformasi ini boleh diterbalikkan.
Fasa 2. Sintesis Adesine Triphosphate
Dalam fisi glikolisis ini, tenaga biokimia akan terkumpul sebagai ATP. Triphosphate adesin terbentuk daripada adesin difosfat kerana fosforilasi. Dan juga membentuk NADH.
Singkatan NADH mempunyai sangat kompleks dan sukar untuk diingat untuk penafsiran bukan khusus - Nicotinamide adenine dinucleotide. NADH adalah koenzim, sebatian bukan protein yang terlibat dalam proses kimia sel hidup. Ia wujud dalam dua bentuk:
- teroksida (NAD +, NADox);
- dipulihkan (NADH, NADred).
Dalam metabolisme, NAD mengambil bahagian dalam reaksi redoks yang mengangkut elektron dari satu proses kimia ke yang lain. Dengan menderma, atau menerima elektron, molekul ditukarkan dari NAD + ke NADH, dan sebaliknya. Dalam organisma hidup, NAD dihasilkan dari tryptophan atau aspartat asid amino.
Dua microparticles glyceraldehyde-3-fosfat menjalani reaksi, di mana pyruvate terbentuk, dan 4 molekul ATP. Tetapi hasil akhir adezintriphosphate akan menjadi 2 molekul, kerana dua dibelanjakan dalam fasa persediaan. Proses itu berterusan.
Langkah 6 - pengoksidaan gliseraldehid-3-fosfat
Dalam reaksi ini, pengoksidaan dan fosforilasi gliseraldehid-3-fosfat berlaku. Hasilnya ialah 1,3-diphosphoglyceric acid. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase terlibat dalam pecutan reaksi.
Reaksi berlaku dengan penyertaan tenaga yang diterima dari luar, jadi ia dipanggil endergonik. Reaksi sedemikian berlaku secara selari dengan exergonik, iaitu, berkembang, memberi tenaga. Dalam kes ini, tindak balas ini adalah proses berikut.
Langkah ke-7. Menggerakkan kumpulan fosfat dari 1,3-diphosphoglycerate kepada adenosine diphosphate
Dalam tindak balas pertengahan ini, kumpulan fosforil dipindahkan oleh kinase phosphoglycerate dari 1,3-diphosphoglycerate kepada adzine diphosphate. Hasilnya ialah 3-phosphoglycerate dan ATP.
Enzim kinase fosfogliserat diperoleh namanya untuk keupayaannya untuk memangkinkan tindak balas di kedua-dua arah. Enzim ini juga mengangkut sisa fosfat dari triphosphat adhesiin kepada 3-phosphoglycerate.
Reaksi ke-6 dan ke-7 sering dianggap sebagai satu proses. 1,3-diphosphoglycerate dianggap sebagai produk perantaraan. Bersama-sama, reaksi 6 dan 7 kelihatan seperti ini:
Glyceraldehyde-3-phosphate + ADP + Pi + NAD + ⇌3-phosphoglycerate + ATP + NADH + H +, ΔG'o = -12.2 kJ / mol.
Dan secara keseluruhan, kedua proses ini membebaskan beberapa tenaga.
Langkah ke-8. Memindahkan kumpulan fosforil dari 3-phosphoglycerate.
Pengeluaran 2-fosfogliserat adalah proses balik, yang berlaku di bawah tindakan pemangkinan enzim phosphoglycerate mutase. Kumpulan fosforil dipindahkan dari atom karbon divalen 3-fosfogliserat kepada atom trivalen 2-phosphoglycerate, mengakibatkan pembentukan asid 2-phosphoglyceric. Reaksi berlaku dengan penyertaan ion magnesium yang positif.
Langkah ke-9. Pengasingan air dari 2-phosphoglycerate
Reaksi ini dalam intinya adalah reaksi kedua pembahagian glukosa (yang pertama ialah tindak balas langkah ke-6). Di dalamnya, hidratase phosphopyruvate enzim merangsang penghapusan air dari atom C, iaitu, proses penghapusan dari molekul 2-phosphoglycerate dan pembentukan phosphoenolpyruvate (asid fosfoenol piruvat).
Langkah ke 10 dan terakhir. Memindahkan residu fosfat dari FEP ke ADP
Dalam tindak balas glikolisis akhir, koenzim - kalium, magnesium dan mangan terlibat, enzim kinase pyruvate berfungsi sebagai pemangkin.
Transformasi bentuk enol asid piruvat ke dalam bentuk keto adalah proses yang boleh diterbalikkan, dan kedua-dua isomer terdapat dalam sel. Proses peralihan bahan isometrik dari satu sama lain dipanggil tautomerisasi.
Apakah glikolisis anaerobik?
Bersama dengan glikolisis aerobik, iaitu, pemisahan glukosa dengan penyertaan O2, terdapat juga gangguan yang disebutkan anaerobik glukosa, di mana oksigen tidak terlibat. Ia juga terdiri daripada sepuluh tindak balas berturut-turut. Tetapi di mana tahap anaerobik glikolisis, sama ada ia dikaitkan dengan proses pemisahan oksigen daripada glukosa, atau ia merupakan proses biokimia yang bebas, mari kita cuba untuk memikirkannya.
Glikolisis anaerobik adalah pecahan glukosa jika tiada oksigen membentuk laktat. Tetapi dalam proses pembentukan asid laktik, NADH tidak terkumpul di dalam sel. Proses ini dijalankan dalam tisu dan sel yang berfungsi di bawah keadaan kelapangan oksigen - hipoksia. Tisu-tisu ini terutamanya termasuk otot rangka. Dalam erythrocytes, walaupun terdapat oksigen, laktat juga terbentuk semasa glikolisis, kerana tidak ada mitokondria dalam sel darah.
Hidrolisis anaerobik berlaku di sitosol (cecair bahagian sitoplasma) sel dan merupakan satu-satunya tindakan yang menghasilkan dan membekalkan ATP, kerana dalam hal ini fosforilasi oksidatif tidak berfungsi. Untuk proses oksidatif, oksigen diperlukan, tetapi tidak dalam glikolisis anaerobik.
Kedua-dua pyruvic dan asid laktik berfungsi sebagai sumber tenaga untuk otot untuk melakukan tugas tertentu. Asid yang berlebihan memasuki hati, di mana, di bawah tindakan enzim, ia sekali lagi ditukar kepada glikogen dan glukosa. Dan proses itu bermula lagi. Kekurangan glukosa diisi semula oleh pemakanan - penggunaan gula, buah-buahan manis, dan gula-gula lain. Oleh itu, tidak mustahil demi angka itu benar-benar berputus asa. Sucrose diperlukan oleh badan, tetapi secara sederhana.
Glikolisis. Pengoksidaan aerobik glukosa. Glikolisis glukoneogenesis
Glikolisis adalah proses enzim yang kompleks memecah glukosa menjadi dua molekul piruvat (glikolisis aerobik) atau dua molekul laktat (glikolisis anaerobik, yang berlaku tanpa pengambilan oksigen).
Jumlah persamaan glikolisis anaerobik:
Asid Laktik Glukosa
Fungsi glikolisis dalam semua sel hidup. Semua enzim dilokalkan di sitosol, membentuk kompleks multienzim.
Glikolisis dijalankan dalam dua peringkat.
I. Tahap persiapan adalah dikotomi penguraian glukosa menjadi dua molekul gliseraldehid-3-fosfat. Transformasi disertai dengan kos 2 ATP.
Ii. Tahap pengurangan pengoksidasi glikolitik ialah penukaran gliseraldehid-3-fosfat kepada laktat. Merangkumi reaksi redoks dan tindak balas fosforilasi, disertai dengan penjanaan ATP.
Pada peringkat kedua, dua molekul glyceraldehyde-3-fosfat dioksidakan oleh itu, faktor 2 perlu ditetapkan dalam tindak balas di hadapan formula substrat.
Di bawah keadaan anaerob, pengoksidaan NADH. H + dikurangkan dalam tindak balas dehidrogenase fosfat glyceraldehyde berlaku dalam tindak balas dehidrogenase laktat. Dalam keadaan aerobik NADH. H + dioksidakan oleh oksigen dengan penyertaan enzim rantaian pernafasan, dan tenaga yang dikeluarkan semasa proses ini digunakan untuk mensintesis 1.5 atau 2.5 mol ATP (bergantung kepada mekanisme ulang pengangkutan glikolitik NADH. H + ke mitokondria).
Keseimbangan tenaga glikolisis adalah dua molekul ATP setiap satu molekul glukosa. Pada peringkat pertama glikolisis, dua molekul ATP digunakan untuk mengaktifkan substrat (dalam reaksi heksokinase dan phosphofruktokinase). Di peringkat II, empat molekul ATP terbentuk (dalam reaksi kinase phosphoglycerate dan pyruvate kinase). Sintesis ATP dilakukan oleh fosforilasi substrat.
Enzim glikolisis utama:
1. Hexokinase adalah enzim pengawalseliaan untuk glikolisis dalam sel-sel extrahepatic. Hexokinase allosterically dihambat oleh glukosa-6-fosfat. Glukokinase adalah enzim pengawalseliaan untuk glikolisis dalam hepatosit. Sintesis glucokinase didorong oleh insulin.
2. Phosphofructokinase-1. Ini adalah enzim utama yang memangkinkan tindak balas yang membatasi kelajuan keseluruhan proses (reaksi paling lambat). Sintesis enzim diinduksi oleh insulin. Pengaktifan allosteric - AMP, ADP, fruktosa-2,6-diphosphate. Tahap fruktosa 2,6-diphosphat meningkat di bawah tindakan insulin dan berkurang di bawah tindakan glukagon. Inhibitor allosteric - ATP, sitrat.
3. Pyruvate kinase. Enzim aktif dalam bentuk bukan fosforilasi. Glukagon (dalam hepatosit) dan adrenalin (dalam miosit) merangsang fosforilasi enzim, dan oleh itu tidak mengaktifkan enzim. Insulin, sebaliknya, merangsang dephosphorylation enzim, dan dengan itu mengaktifkan enzim. Pengaktifan allosteric - Fr-1,6-ФФ. Inhibitor allosteric - ATP, asetil-CoA. Sintesis enzim mendorong insulin.
Peranan biologi glikolisis:
1. Penjanaan ATP. Glikolisis adalah satu-satunya proses sel yang menghasilkan ATP tanpa pengambilan oksigen. Sel-sel yang mempunyai sedikit atau tiada mitokondria, hanya menerima ATP semasa glikolisis.
Nilai glikolisis untuk sel darah merah. Glikolisis adalah satu-satunya proses yang menghasilkan ATP dalam sel darah merah dan mengekalkan integriti dan fungsi mereka.
Kecacatan keturunan pyruvate kinase disertai oleh anemia hemolitik. Dalam patologi ini, sel darah merah mempunyai 5 hingga 25% aktiviti pyruvate kinase biasa dan, oleh itu, kadar glikolisis adalah rendah.
Glycolysis produk perantaraan erythrocyte 2,3-diphosphoglycerate (2,3-DFG) mengurangkan pertalian hemoglobin untuk oksigen, menyumbang kepada penceraian oksigen dari oxyhemoglobin dan peralihan ke tisu. Pelanggaran glikolisis dalam sel darah merah boleh mempengaruhi pengangkutan oksigen. Oleh itu, dengan kekurangan heksokinase, penurunan paras 2,3-DFG dan afinitas tinggi hemoglobin untuk oksigen diperhatikan. Sebaliknya, apabila piramid kinase kekurangan, kandungan 2,3-FGH adalah dua kali lebih tinggi seperti biasa, yang mengakibatkan afinitas rendah hemoglobin untuk oksigen.
2. Adakah sumber radikal hidrokarbon untuk proses biosintesis sel: