Гліколіз - це важливий біохімічний процес

Гліколіз - це важливий біохімічний процес

Гліколіз - це головний процес катаболізму різних вуглеводів для багатьох живих організмів. Саме він дозволяє генерувати енергію у вигляді молекул АТФ у тих клітинах, де не відбувається фотосинтез. Анаеробний гліколіз протікає за наявності або відсутності кисню.

Специфіка процесу

Численні дослідження хімічної суті даного процесу продемонстрували, що у початкових етапів бродіння і дихання є схожість. Завдяки цьому відкриттю вчені пояснили єдність у живому світі. Анаеробний гліколіз відбувається після того, як пройшов цикл трикарбонових кислот, завершилося перенесення вільних електронів. У мітохондрії потрапляє піруват, відбувається його окислення до вуглекислого газу. Це призводить до виділення вільної енергії з гексози. Ферменти, які є прискорювачами гліколітичних реакцій, у багатьох клітинах знаходяться в розчинній формі в цитозолі. Прискорювачі процесу окислення гексоз, що відбувається в присутності кисню, сконцентровані в мітохондріальних мембранах.

Для розщеплення молекули вуглеводу, що включає шість атомів вуглецю на дві молекули, необхідна присутність десяти активних ферментів. Дослідникам вдалося виділити їх у чистому вигляді, вивчити їх фізичні та хімічні характеристики.

Стадії процесу

Процес гліколізу відбувається в клітинах живих організмів. Він супроводжується утворенням піровиноградної кислоти, складається з декількох етапів. Для дихального розпаду потрібно активувати глюкозу. Відбувається подібний процес при фосфорилюванні атома вуглецю при взаємодії з АТФ.

глюкоза + АТФ = глюкозо-6-фосфат + АДФ

Для проведення даної хімічної взаємодії використовують катіони магнію і гексокіназу (фермент). Далі відбувається ізомеризація продукту реакції у фруктозу-6-фосфат. Як каталізатор застосовують фермент фосфоглюкоізомеразу.

Гліколіз глюкози характеризується ще однією стадією, в якій бере участь АТФ. Приєднання фосфорної кислоти відбувається до першого атому вуглецю у фруктозі. Наступні етапи гліколізу пов 'язані з розчепленням отриманого фруктозо-1,6-дифосфату до тріоз, утворенням ФДА (3-фосфогліцеринового альдегіду).

Гліколіз - багатостадійний процес, пов 'язаний з виділенням енергії. При розщепленні однієї молекули глюкози отримують дві молекули ФДА, тому відбувається їх повтор.

Гліколіз - це процес, який в сумарному вигляді представлений рівнянням:

+ + + 2Фн + + + + 2Н + +

Регуляція гліколізу

Гліколіз - це важливий для живого організму процес. Він спрямований на виконання двох функцій:

  • генерація АТФ при розщепленні молекул гексози;
  • транспортування будівельних блоків для подальшого процесу синтезу.

Регуляція цього процесу спрямована на повне задоволення цих потреб живої клітини. Реакції, в яких каталізаторами виступають ферменти, є незворотними.

Особливе значення у здійсненні регуляторної функції належить фосфофруктокіназі. Цей фермент виконує регуляторну функцію, характеризує швидкість протікання процесу.

Фізіологічне значення

Гліколіз можна вважати універсальним способом катаболізму глюкози. Його активно використовують про- та еукаріотичні організми. Ферменти, які є каталізаторами гліколізу, розчиняються у воді, накопичуються в цитозолі. Частина клітин і тканин тварин можуть катаболізувати гексозу тільки шляхом гліколізу. Наприклад, подібні здібності є у клітин ниркових каналів, нейронів мозку.

У жировій тканині і печінці є деякі відмінності у фізіологічній ролі гліколізу. При травленні в жировій тканині і в печінці даний процес є джерелом субстратів, що використовуються в синтезі жирів.

Частина тканин рослин запасають крохмаль у клубнях. Водні рослини енергію отримують через гліколіз.

В анаеробних умовах відбувається перетворення пірувата на етанол і лактат. Процес супроводжується виділенням великої кількості енергії.

Гліколіз має суттєве фізіологічне значення в адіпоцитах. За його допомогою замість окислювального процесу відбувається ліпогенез, що дозволяє знижувати окислювальний стрес.

Медична значимість

У міру накопичення лактату, який утворюється при анаеробних умовах, розвивається в крові лактацидоз. Він призводить до зниження реакції середовища крові, що супроводжується різкими порушеннями в метаболізмі клітин. Подібний процес відбувається при патологічних процесах, пов 'язаних з порушеннями постачання киснем тканин. Наприклад, при інфаркті міокарда, кровотечах, легеневій емболії. Обумовлений цей процес цукровим діабетом, при якому замість аеробного гліколізу відбувається анаеробний процес.

Враховуючи, що інсулін є прискорювачем гліколізу, при першому типі діабету спостерігається уповільнення гліколізу. Саме тому ті препарати, які стимулюють ферменти, що використовуються для даного процесу, виконують функцію лікування захворювання.

Ув 'язнення

Гліколіз - це процес, який необхідний для повноцінної життєдіяльності організмів. При ракових захворюваннях споживання глюкози збільшується в десять разів, тому саме від гліколізу залежить життєздатність пухлинних клітин.

Після детального вивчення особливостей протікання даного процесу вченим вдалося використовувати гліколіз не тільки для харчування клітин, але і для лікування деяких захворювань.