Aerobia -Glykolyse Was ist Reaktionen, glykolytische Vermittler

Der Aerobe oder aerobe Glykolyse Es ist definiert als die Verwendung von Glukoseüberschuss, die nicht durch oxidative Phosphorylierung in Richtung der Bildung von "fermentativen" Produkten, selbst unter Bedingungen hoher Sauerstoffkonzentrationen und trotz des Rückgangs der Energieleistung verarbeitet wird.

Es wird häufig in Geweben mit hohen Proliferationsraten angegeben, deren Verbrauch von Glukose und Sauerstoff hoch ist. Ein Beispiel hierfür sind Krebstumorzellen, einige parasitäre Zellen aus Säugetierblut und sogar die Zellen einiger Bereiche der Säugetierhirne.

Die durch den Katabolismus von Glukose extrahierte Energie wird in Form von ATP und NADH erhalten, die stromabwärts in verschiedenen Stoffwechselwegen verwendet werden.

Während der aeroben Glykolyse wird Pyruvat auf den Krebszyklus und die Elektronenförderkette gerichtet, aber es wird auch durch fermentativ für die Regeneration von NAD+ ohne zusätzliche ATP -Produktion verarbeitet, die mit Laktatbildung endet.

Aerobische oder anaerobe Glykolyse tritt hauptsächlich in Cytosol auf, mit Ausnahme von Organismen wie Tripanosomatiden, die spezialisierte glykolytische Organellen haben, die als Glycosomen bekannt sind.

Die Glykolyse ist einer der bekanntesten Stoffwechselwege. Es wurde in den 1930er Jahren von Gustav Embden und Otto Meyerhof vollständig formuliert, die den Weg in Skelettmuskelzellen untersuchten. Die aerobe Glykolyse ist jedoch seit 1924 als Warburg -Effekt bekannt.

Aerobische Glykolysereaktionen

Aerobe Katabolismus von Glukose tritt in zehn katalysierten Stufen auf. Viele Autoren sind der Ansicht, dass diese Schritte in eine Energieinvestitionsphase unterteilt sind, die darauf abzielt, den freien Energiegehalt bei Vermittlern zu erhöhen, sowie einen weiteren Ersatz- und ATP -veränderten Energiegewinn.

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Energieinvestitionsphase

1-Phosphorylierung von Glucose zu Glucose 6-phosphat durch Hexoquinase (HK) katalysiert. In dieser Reaktion wird es für jedes Glukosemolekül als ATP -Molekül investiert, das als Phosphatgruppenspender wirkt. Glucose 6-phosphat (G6P) und ADP, und die Reaktion ist irreversibel.

Das Enzym erfordert die Bildung eines vollständigen Mg-ATP2- für seinen Betrieb, sodass es Magnesiumionen verdient.

2-Isomerisierung von G6P zu Fructose 6-phosphat (F6P). Es beinhaltet keinen Energieverbrauch und ist eine reversible Reaktion, die durch Phosphoglucose -Isomerase (PGI) katalysiert wird, katalysiert.

3-F6P-Phosphorylierung an Fructose 1,6-Biffosphat durch Phosprofratoquinase-1 (PFK-1) (PFK-1). Ein ATP-Molekül wird als Phosphatgruppenspender verwendet, und die Reaktionsprodukte sind F1.6-BP und ADP. Dank seines Wertes von ∆G ist diese Reaktion irreversibel (als Reaktion 1).

4-Katalytikopur des F1,6-BP in Dihydroxyaceton-Phosphat (DHAP), einem Ketose und Glyceraldehyd 3-phosphat (Lücke), eine Aldosa. Aldolase -Enzym ist für diese reversible aldolische Kondensation verantwortlich.

5-Die Triosa-Phosphat-Isomerase (TIM) ist für die Interkonversion des Triosas-Phosphats verantwortlich: DHAP und die Lücke, ohne zusätzlichen Energiebeitrag.

Energiewiederherstellungsphase

1-Die Lücke wird durch Glyceraldehyd 3-phosphat-Dehydrogenase (GAPDH) oxidiert, die den Transfer einer Gap-Phosphatgruppe katalysiert, um 1,3-bifoscoscerat zu bilden. In dieser Reaktion werden zwei NAD+ -Moleküle durch Glukosemolekül reduziert, und zwei anorganische Phosphatmoleküle werden verwendet.

Jeder produzierte NADH führt durch die Elektronenförderkette und 6 ATP -Moleküle werden durch oxidative Phosphorylierung synthetisiert.

2-fosphoglycerate Kinase (PGK) überträgt eine Phosphorylgruppe von 1,3-Bifosphoglycer auf ADP und bildet zwei ATP-Moleküle und zwei von 3-phosphoglycerat (3pg) (3pg) (3pg) (3pg). Dieser Prozess wird als Phosphorylierung auf Substratebene bezeichnet.

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Die beiden ATP -Moleküle, die in den HK- und PFK -Reaktionen konsumiert werden.

3-the 3pg wird durch mutasa phosphoglycerat (pgm) in 2pg umgewandelt, was die Verschiebung der Phosphorylgruppe zwischen Kohlenstoff 3 und 2 der Glyzeration in zwei Schritten und reversibel katalysiert. Das Magnesiumionen wird auch durch dieses Enzym benötigt.

4-A-Dehydratisierungsreaktion, die durch Enolasas katalysiert werden.

5-final die Kinase-Pyruvat (PYK) -Katalyz. Zwei ADP -Moleküle werden durch Glukosemolekül verwendet und 2 ATP -Moleküle werden erzeugt. Pyk verwendet Kalium- und Magnesiumionen.

Somit beträgt die Gesamtenergieleistung der Glykolyse 2 ATP -Moleküle für jedes Glukosemolekül, das in den Weg eintritt. Unter aeroben Bedingungen impliziert der vollständige Glukoseabbau zwischen 30 und 32 ATP -Molekülen.

Ziel der glukolithischen Vermittler

Dann wird das Pyruvat der Glykolyse einer Decarboxylierung unterzogen, die CO2 produziert und die Acetylgruppe an Acetyl -Coenzym A spendet, das auch im Krebszyklus zu CO2 oxidiert wird.

Elektronen, die während dieser Oxidation freigesetzt werden, werden durch die Reaktionen der Mitochondrien -Atemwege zum Sauerstoff transportiert.

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Während der aeroben Glykolyse wird überschüssiges Pyruvat durch die Enzym -Laktat -Dehydrogenase verarbeitet, die Laktat bildet und einen Teil der NAD+ -Ver verbrauchten Schritte in der Glykolyse aufbaut, jedoch ohne die Bildung neuer ATP -Moleküle.

Lactat-Dehydrogenase-Mechanismus (Quelle: JazzlW [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)] über Wikimedia Commons)

Darüber hinaus kann Pyruvat in anabolen Prozessen verwendet werden, die beispielsweise zur Bildung von Alaninaminosäure führen oder auch als Skelett für die Fettsäuresynthese wirken können.

Wie Pyruvat, das Endprodukt der Glykolyse, erfüllen viele der Reaktionsintermediäre andere Funktionen für katabolische oder anabolische Routen, die für die Zelle wichtig sind.

Dies ist der Fall von Glucose 6-Phosphat und dem Weg des Pentosephosphats, wo die Vermittler der in Nukleinsäuren vorhandenen ribosösen.

Verweise

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