Гликолиз, что переводится как «расщепление сахаров», представляет собой процесс высвобождения энергии внутри сахаров. При гликолизе шестиуглеродный сахар, известный как глюкоза, расщепляется на две молекулы трехуглеродного сахара, называемого пируватом. Этот многоступенчатый процесс дает две молекулы АТФ, содержащие свободную энергию, две молекулы пирувата, две высокоэнергетические молекулы НАДН, несущие электроны, и две молекулы воды.
Гликолиз
- Гликолиз – это процесс расщепления глюкозы.
- Гликолиз может происходить с кислородом или без него.
- Гликолиз производит две молекулы пирувата, две молекулы АТФ, две молекулы НАДН и две молекулы воды.
- Гликолиз происходит в цитоплазме.
- В расщеплении сахара участвуют 10 ферментов. 10 этапов гликолиза организованы в порядке, в котором определенные ферменты действуют на систему.
Гликолиз может происходить с кислородом или без него. В присутствии кислорода гликолиз – это первая стадия клеточного дыхания. В отсутствие кислорода гликолиз позволяет клеткам производить небольшое количество АТФ в процессе ферментации.
Гликолиз происходит в цитозоле цитоплазмы клетки. Сеть из двух молекул АТФ производится посредством гликолиза (две используются в процессе, а четыре производятся). Узнайте больше о 10 этапах гликолиза ниже.
Шаг 1
Фермент гексокиназа фосфорилирует или добавляет фосфатную группу к глюкозе в цитоплазме клетки. При этом фосфатная группа из АТФ переносится в глюкозу с образованием глюкозо-6-фосфата или G6P. Во время этой фазы расходуется одна молекула АТФ.
Шаг 2
Фермент фосфоглюкомутаза изомеризует G6P в его изомер фруктозо-6-фосфат или F6P. Изомеры имеют одинаковую молекулярную формулу, но разное расположение атомов.
Шаг 3
Киназа фосфофруктокиназа использует другую молекулу АТФ для переноса фосфатной группы на F6P с образованием фруктозо-1,6-бисфосфата или FBP. До сих пор использовались две молекулы АТФ.
Шаг 4
Фермент альдолаза расщепляет 1,6-бисфосфат фруктозы на кетон и молекулу альдегида. Эти сахара, дигидроксиацетонфосфат (DHAP) и глицеральдегид-3-фосфат (GAP), являются изомерами друг друга.
Шаг 5
Фермент триозофосфат-изомераза быстро превращает DHAP в GAP (эти изомеры могут взаимно превращаться). GAP – это субстрат, необходимый для следующего этапа гликолиза.
Шаг 6
Фермент глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (GAPDH) выполняет две функции в этой реакции. Во-первых, он дегидрогенизирует GAP путем передачи одной из молекул водорода (H⁺) окислителю никотинамидадениндинуклеотиду (NAD⁺) с образованием NADH + H2.
Затем GAPDH добавляет фосфат из цитозоля к окисленному GAP с образованием 1,3-бисфосфоглицерата (BPG). Обе молекулы GAP, полученные на предыдущем этапе, подвергаются процессу дегидрирования и фосфорилирования.
Шаг 7
Фермент фосфоглицерокиназа переносит фосфат из BPG в молекулу АДФ с образованием АТФ. Это происходит с каждой молекулой BPG. Эта реакция дает две молекулы 3-фосфоглицерата (3 PGA) и две молекулы АТФ.
Шаг 8
Фермент фосфоглицеромутаза перемещает P двух молекул 3 PGA с третьего на второй углерод с образованием двух молекул 2-фосфоглицерата (2 PGA).
Шаг 9
Фермент енолаза удаляет молекулу воды из 2-фосфоглицерата с образованием фосфоенолпирувата (PEP). Это происходит для каждой молекулы 2 PGA из шага 8.
Шаг 10
Фермент пируваткиназа переносит P от PEP к ADP с образованием пирувата и АТФ. Это происходит с каждой молекулой PEP. Эта реакция дает две молекулы пирувата и две молекулы АТФ.