Aerobik glikoliz reaksiyonları ve glikolitik aracıların kaderi



aerobik glikoliz yüksek oksijen konsantrasyonlarında ve enerji verimliliğindeki düşüşe rağmen, "fermentatif" ürünlerin oluşumuna doğru oksidatif fosforilasyon ile işlenmeyen fazla glukoz kullanımı olarak tanımlanır..

Yaygın olarak glikoz ve oksijen tüketimi yüksek olan proliferatif oranlara sahip dokularda bulunur. Bunun örnekleri kanser tümörü hücreleri, memelilerin kanının bazı paraziter hücreleri ve hatta memelilerin beyninin bazı alanlarının hücreleridir.

Glikozun katabolizması ile elde edilen enerji, çeşitli metabolik yollarda akış aşağı olarak kullanılan ATP ve NADH formunda korunur..

Aerobik glikoliz sırasında piruvat, Krebs döngüsüne ve elektron taşıma zincirine doğru yönlendirilir, fakat ayrıca laktat oluşumu ile sona eren ATP üretimi olmadan NAD + rejenerasyonu için fermentatif yolla işlenir..

Aerobik veya anaerobik glikoliz, glikozomlar olarak bilinen özel glikolitik organellere sahip tripanomomidler gibi organizmalar hariç, esas olarak sitosolde meydana gelir..

Glikoliz en iyi bilinen metabolik yollardan biridir. Tamamen 1930'larda, iskelet kası hücrelerinde yola çıkan Gustav Embden ve Otto Meyerhof tarafından formüle edildi. Bununla birlikte, aerobik glikoliz, 1924'ten beri Warburg etkisi olarak bilinir..

indeks

  • 1 Tepkiler
    • 1.1 Enerji yatırım aşaması
    • 1.2 Enerji geri kazanım aşaması
  • 2 Glikolitik aracıların hedefi
  • 3 Kaynakça

reaksiyonları

Glikozun aerobik katabolizması, enzimatik olarak katalizlenen on aşamada meydana gelir. Birçok yazar, bu adımların, aracılardaki serbest enerjinin içeriğini ve ATP formundaki enerji ve enerji kazanımının artmasını amaçlayan bir enerji yatırımı aşamasına bölündüğünü düşünmektedir..

Enerji yatırım aşaması

1-Heksokinaz (HK) ile katalize edilen glukoz 6-fosfat ile glikozun fosforilasyonu. Bu reaksiyonda, bir fosfat grubu donörü olarak hareket eden bir ATP molekülü, her bir glikoz molekülü için ters çevrilir. Glikoz 6-fosfat (G6P) ve ADP verir ve reaksiyon geri döndürülemez.

Enzim mutlaka çalışması için tam bir Mg-ATP2- oluşumunu gerektirir, bu yüzden magnezyum iyonlarını hak ediyor.

2-G6P'nin 6-fosfat (F6P) fruktozuna izomerleştirilmesi. Enerji harcamasını içermez ve fosfoglukoz izomerazı (PGI) ile katalizlenen geri dönüşümlü bir reaksiyondur.

Fosförtotokinaz-1 (PFK-1) ile katalize edilen F6P'nin 3-fosforilasyonunu fruktoz 1,6-bifosfata dönüştürmek Bir ATP molekülü bir fosfat grubu vericisi olarak kullanılır ve reaksiyonun ürünleri F1.6-BP ve ADP'dir. ΔG değeri sayesinde bu reaksiyon geri döndürülemez (aynı reaksiyon 1 gibi).

4-Dihidroksiaseton fosfat (DHAP), bir ketoz ve bir aldoz olan gliseraldehit 3-fosfat (GAP) 'da F1.6-BP'nin katalitik parçalanması. Enzili aldolaz bu geri dönüşümlü aldol yoğunlaşmasından sorumludur.

5-Trioz fosfat izomeraz (TIM), ilave enerji girişi olmadan, trioz fosfat: DHAP ve GAP'ın dönüşümünden sorumludur..

Enerji geri kazanım aşaması

1-GAP, 1,3-bifosfogliserat oluşturmak üzere bir fosfat grubunun GAP'ye transferini katalize eden gliseraldehit 3-fosfat dehidrojenaz (GAPDH) ile oksitlenir. Bu reaksiyonda, glikoz molekülü başına iki NAD + molekülü azaltılır ve iki inorganik fosfat molekülü kullanılır.

Üretilen her NADH, elektron taşıma zincirinden geçer ve 6 ATP molekülü oksidatif fosforilasyon ile sentezlenir.

2-Fosfogliserat kinaz (PGK), iki ATP molekülü ve iki 3-fosfogliserat (3PG) oluşturan, bir fosforil grubunu 1,3-bifosfogliserattan ADP'ye aktarır. Bu işlem, substrat seviyesinde fosforilasyon olarak bilinir..

HK ve PFK reaksiyonlarında tüketilen iki ATP molekülü rotanın bu aşamasında PGK ile değiştirilir..

3-3PG, fosforil grubunun, gliseratın karbon 3 ve 2'si arasındaki yerini iki aşamada ve geri dönüşümlü olarak katalizleyen fosforiliserat mutaz (PGM) ile 2PG'ye dönüştürülür. Magnezyum iyonu da bu enzim tarafından istenmektedir.

Enlaz ile katalize edilen 4-A dehidrasyon reaksiyonu, 2PG'yi enerji inversiyonu gerektirmeyen bir reaksiyonda fosfoenolpiruvat'a (PEP) dönüştürür, ancak daha sonra fosfat grubunun transferi için daha büyük enerji potansiyeli olan bir bileşik üreten.

5-Son olarak, piruvat kinaz (PYK), eş zamanlı piruvat üretimi ile birlikte, PEP'deki fosforil grubunun bir ADP molekülüne transferini katalize eder. Glikoz molekülü başına iki ADP molekülü kullanılır ve 2 ATP molekülü üretilir. PYK, potasyum ve magnezyum iyonları kullanır.

Böylece, glikolizin toplam enerji verimi, yola giren her glikoz molekülü için 2 ATP molekülüdür. Aerobik koşullarda, glikozun tamamen bozulması, 30 ila 32 ATP molekülü elde edilmesini ifade eder..

Glikolitik aracıların hedefi

Glikolizden sonra piruvat dekarboksilasyona tabi tutulur, CO2 üretir ve asetil grubunu Krebs siklusunda C02'ye okside olan asetil koenzim A'ya bağışlar..

Bu oksidasyon sırasında salınan elektronlar, bu organelde ATP sentezini tetikleyen mitokondriyal solunum zincirinin reaksiyonları yoluyla oksijene taşınır..

Aerobik glikoliz sırasında, üretilen piruvat fazlası, laktat oluşturan ve NAD + 'nın tüketilen adımlarının bir kısmını glikolizde, ancak yeni ATP moleküllerinin oluşumu olmadan yeniden oluşturan, laktat dehidrojenaz enzimi tarafından işlenir.

Ek olarak, piruvat, örneğin amino asit alaninin oluşumuna yol açan anabolik işlemlerde kullanılabilir veya ayrıca yağ asitlerinin sentezi için bir iskelet görevi de görebilir..

Piruvat gibi, son glikoliz ürünü, reaksiyon ara maddelerinin çoğu hücre için önemli olan katabolik veya anabolik yollardaki diğer işlevleri yerine getirir.

Bu, glukoz 6-fosfat ve nükleik asitlerde bulunan ribozomların ara maddelerinin elde edildiği pentoz fosfat yolu durumundadır..

referanslar

  1. Akram, M. (2013). Glikoliz ve Kanser Üzerine Mini İnceleme. J. Canc. Öğr., 28, 454-457.
  2. Esen, E., & Long, F. (2014). Osteoblastlarda Aerobik Glikoliz. Curr Osteoporos Temsilcisi, 12, 433-438.
  3. Haanstra, J. R., González-Marcano, E.B., Gualdrón-López, M., ve Michels, P.M. (2016). Tripanomomid parazitlerinde glikozomların biyogenezi, bakımı ve dinamiği. Biochimica et Biophysica Acta - Moleküler Hücre Araştırması, 1863(5), 1038-1048.
  4. Jones, W. ve Bianchi, K. (2015). Aerobik glikoliz: çoğalmanın ötesinde. İmmunolojide Sınırlar, 6, 1-5.
  5. Kawai, S., Mukai, T., Mori, S., Mikami, B. ve Murata, K. (2005). Hipotez: hekzokinaz ailesindeki yapılar, evrim ve glukoz kinazların atası. Biyobilim ve Biyomühendislik Dergisi, 99(4), 320-330.
  6. Nelson, D.L., & Cox, M.M. (2009). Biyokimyanın Lehninger İlkeleri. Omega sürümleri (5. basım).