Anaerobik glikoliz reaksiyonları ve fermentatif yollar



anaerobik glikoliz veya anaerobik, oksijensiz ortamda glukozun parçalanması için birçok hücre tipi tarafından kullanılan bir katabolik yoldur. Yani, glikoz, aerobik glikolizde olduğu gibi, karbondioksit ve suya tamamen okside olmaz, ancak fermantatif ürünler üretilir..

Anaerobik glikoliz denir çünkü oksijensiz, diğer durumlarda mitokondrinin taşıma zincirinde son elektron alıcısı olarak işlev gören ve glikolitik ürünlerin işlenmesinden büyük miktarda enerji elde edilen son elektron alıcısı olarak işlev görür..

Organizmaya bağlı olarak, anaerobiyoz veya oksijen yokluğu durumu, glikozun katabolizması tarafından üretilen piruvattan laktik asit (örneğin kas hücreleri) veya etanol (maya) üretimi ile sonuçlanacaktır..

Sonuç olarak, aerobik glikoliz sırasında (sadece glikolitik fazda) elde edilebilen 8 mol ile karşılaştırıldığında, işlenen glikozun molü başına sadece iki mol ATP üretildiği için enerji verimliliği büyük ölçüde düşer..

ATP moleküllerinin sayısındaki fark, aerobik glikolizde gerçekleşenlerin aksine, ilave ATP üretmeyen NADH'nin yeniden oksidasyonu ile ilgilidir, her NADH için 3 ATP molekülü elde edilir..

indeks

  • 1 Tepkiler
  • 2 Fermantatif güzergahlar
    • 2.1 Laktik asit üretimi
    • 2.2 Etanol üretimi
  • 3 Aerobik fermantasyon
  • 4 Glikoliz ve kanser
  • 5 Kaynakça

reaksiyonları

Anaerobik glikoliz, aerobik glikolizden hiçbir şekilde uzak değildir, çünkü "anaerobik" terimi, glikolik yoldan sonra olanlara, yani ürünlerin kaderine ve reaksiyon ara maddelerine daha fazla atıfta bulunur..

Böylece, on farklı enzim, anaerobik glikoliz reaksiyonlarına, yani:

1-Heksokinaz (HK): Her glikoz molekülü için bir ATP molekülü kullanır. Glikoz 6-fosfat (G6P) ve ADP üretir. Reaksiyon geri dönüşü yoktur ve magnezyum iyonlarını garanti eder.

 2-Fosfoglukoz izomeraz (PGI): 6-fosfat (F6P) fruktoz için G6P'yi izomerleştirir.

 3-Fosfofructoquinasa (PFK): F6P'yi her F6P için bir ATP molekülü kullanarak f6, fosforilat (1,6-bisfosfat (F1.6-BP) fosforile eder);.

 4-Aldolase: F1.6-BP molekülünü ayırır ve gliseraldehit 3-fosfat (GAP) ve dihidroksiaseton fosfat (DHAP) üretir.

 5-Trioz fosfat izomeraz (TIM): DHAP ve GAP'ın birleşmesine katılır.

 6-Gliseraldehit 3-fosfat dehidrojenaz (GAPDH): iki NAD molekülü kullanır+ ve GAP'ı fosforile etmek için 2 inorganik fosfat molekülü (Pi), 1,3-bifosfogliserat (1,3-BPG) ve 2 NADH verir.

 7-Fosfogliserat kinaz (PGK): iki ADP molekülünün substrat seviyesindeki fosforilasyon ile iki ATP molekülü üretir. Her 1,3-BPG molekülünü fosfat grubu vericisi olarak kullanır. 2 molekül 3-fosfogliserat (3PG) üretir.

 8-Fosfogliserat mutazı (PGM): 3PG molekülünü, 2PG yüksek enerjili bir ara madde oluşturmak üzere yeniden düzenleyin..

 9-Enolas: 2PG'den, ilk önce dehidrasyon yoluyla fosfoenolpiruvat (PEP) üretilir.

10-Piruvat kinazı (PYK): fosfoenolpiruvat bu enzim tarafından piruvat oluşturmak için kullanılır. Reaksiyon, fosfat grubunun fosfoenolpiruvat'ın 2-pozisyonunda bir ADP molekülüne transferini içerir. Her glikoz için 2 piruvat ve 2 ATP üretilir.

Fermentatif yollar

Fermantasyon, enerji elde etmek için glikozun veya diğer besinlerin oksijen yokluğunda bozunduğunu belirtmek için kullanılan terimdir..

Oksijen yokluğunda, elektron taşıma zinciri son bir alıcıya sahip değildir ve bu nedenle ATP formunda büyük miktarda enerji veren oksidatif fosforilasyon meydana gelmez. NADH, mitokondriyal yolla değil, ATP üretmeyen alternatif yollarla yeniden okside edilir..

Yeterli NAD olmadan+ glikolitik yol durur, çünkü fosfatın GAP'a transferi bu kofaktörün birlikte indirgenmesini gerektirir.

Bazı hücrelerde, anaerobiyoz sürelerinin üstesinden gelmek için alternatif mekanizmalar vardır ve genellikle bu mekanizmalar bir tür fermantasyon içerir. Diğer hücreler, tam tersine, neredeyse yalnızca, geçimleri için mayalayıcı süreçlere dayanır..

Birçok organizmanın fermantatif yolaklarının ürünleri ekonomik olarak insanla ilgilidir; örnekler, anaerobiyozdaki bazı mayalar tarafından etanol üretimi ve yoğurt üretimi için kullanılan lakto-bakteriler tarafından laktik asit oluşumu.

Laktik asit üretimi

Oksijensiz ortamda birçok hücre tipi, GAPDH reaksiyonunda üretilen piruvat karbonlarını ve NADH'yi kullanan laktat dehidrojenaz kompleksi tarafından katalizlenen reaksiyon sayesinde laktik asit üretir..

Etanol üretimi

Piruvat, piruvat dekarboksilaz ile asetaldehit ve C02'ye dönüştürülür. Asetaldehit daha sonra etanol üreterek ve bir NAD molekülünü yenileyerek azaltan alkol dehidrojenaz tarafından kullanılır.+ bu şekilde giren her piruvat molekülü için.

Aerobik fermantasyon

Anaerobik glikoliz, nihai ürünlerin CO'ya tekabül etmediği gerçeğinin temel özelliğidir.2 ve aerobik glikoliz durumunda olduğu gibi su. Bunun yerine, fermantasyon reaksiyonlarının tipik ürünleri üretilir.

Bazı yazarlar, Trypanosomatidae familyasının bazı parazitleri ve birçok kanser tümörü hücresi de dahil olmak üzere bazı organizmalar için bir "aerobik fermantasyon" veya aerobik glikoz glikoliz işlemini açıklamıştır..

Bu organizmalarda, oksijenin varlığında bile, glikolitik yolun ürünlerinin fermantatif yolların ürünlerine tekabül ettiği, dolayısıyla tüm enerjinin çıkarılmadığından glikozun "kısmi" bir oksidasyonunun meydana geldiği düşünülmektedir. karbonları mümkün.

Glikozun "aerobik fermantasyonu", tamamen ya da hiç bir süreç olmadığından, solunum aktivitesinin tamamen yokluğunu göstermese de. Bununla birlikte, literatür piruvat, laktat, süksinat, malat ve diğer organik asitler gibi ürünlerin atılımına işaret etmektedir..

Glikoliz ve kanser

Birçok kanser hücresi glukoz alımında ve glikolitik akıda artış olduğunu gösterir.

Kanser hastalarındaki tümörler hızla büyür, bu yüzden kan damarları hipoksi içindedir. Bu nedenle, bu hücrelerin enerji takviyesi temel olarak anaerobik glikolize bağlıdır.

Bununla birlikte, bu fenomene, membrandaki glikolitik enzimlerin ve glikoz taşıyıcıların ekspresyonunu karmaşık mekanizmalar yoluyla ekspresyonunu artıran bir hipoksinin neden olduğu transkripsiyon faktörü (HIF) yardımcı olur..

referanslar

  1. Akram, M. (2013). Glikoliz ve Kanser Üzerine Mini İnceleme. J. Canc. Öğr., 28, 454-457.
  2. Bustamante, E. ve Pedersen, P. (1977). Kültürde sıçan hepatoma hücrelerinin yüksek aerobik glikolizi: mitokondriyal heksokinazın rolü. Proc. Natl. Acad. Bilim., 74(9), 3735-3739.
  3. Cazzulo, J. J. (1992). Tripanomomidler tarafından glukozun aerobik fermantasyonu. FASEB Dergisi, 6, 3153-3161.
  4. Jones, W. ve Bianchi, K. (2015). Aerobik glikoliz: çoğalmanın ötesinde. İmmunolojide Sınırlar, 6, 1-5.
  5. Li, X, Gu, J. ve Zhou, S. (2015). Aerobik glikoliz ve anahtar enzimlerinin tekrarı - akciğer kanseri tedavisi için yeni hedefler. Göğüs kanseri, 6, 17-24.
  6. Maris, A.J.A. Van, Abbott, Æ. D. A., Bellissimi, Æ. E., Brink, J. Van Den, Kuyper, Æ. M., Luttik, Æ. M.A. H., Pronk, J.T. (2006). Biyokütle içindeki karbon kaynaklarının alkolik fermantasyonu, Saccharomyces cerevisiae tarafından hidroliz: mevcut durum. Antonie van Leeuwenhoek, 90, 391-418.
  7. Nelson, D.L., & Cox, M.M. (2009). Biyokimyanın Lehninger İlkeleri. Omega sürümleri (5. basım).