Anaerobe Glykolyse Was ist Reaktionen, fermentative Wege

Was ist eine anaerobe Glykolyse?

Der Anaerobe Glykolyse o Anaerob ist ein katabolischer Weg, der von vielen Zellenarten für den Glukoseabbau in Abwesenheit von Sauerstoff verwendet wird. Das heißt, Glucose ist nicht vollständig zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert, wie es bei aerobe Glykolyse der Fall ist, aber fermentative Produkte werden erzeugt.

Es wird als anaerobe Glykolyse bezeichnet, da es ohne Sauerstoff vorhanden ist, was in anderen Fällen als endgültiger Elektronenakzeptor in der Mitochondrien -Förderkette fungiert, wo große Mengen an Energie aus der Verarbeitung von glykolytischen Produkten hergestellt werden.

Abhängig vom Organismus führt eine Anaerobiose -Erkrankung oder das Fehlen von Sauerstoff zur Produktion von Milchsäure (Muskelzellen, z.

Infolgedessen fällt die Energieleistung dramatisch, da für jeden verarbeiteten Mol Glucose nur zwei ATP -Mol produziert werden, verglichen mit den 8 Mol, die während der aeroben Glykolyse erhalten werden können (nur in der Glykolysephase) (nur in der glykolytischen Phase).

Der Unterschied in der Anzahl der ATP -Moleküle hat mit der Reoxidation von NADH zu tun, die im Gegensatz zu dem, was in der aeroben Glykolyse geschieht, keine zusätzliche ATP erzeugt, die für jedes NADH 3 ATP -Moleküle erhalten hat.

Reaktionen

Die anaerobe Glykolyse ist überhaupt nicht aus der aeroben Glykolyse, da sich der Begriff "anaerobe" eher auf das bezieht, was nach dem glykolytischen Weg passiert, dh auf das Ziel von Reaktionsprodukten und Vermittlungen.

Kann Ihnen dienen: Trachealatmung

Somit beteiligen sich an den Reaktionen der anaeroben Glykolyse zehn verschiedene Enzyme, nämlich:

1-Hexoquinase (HK): Verwenden Sie ein ATP-Molekül für jedes Glukosemolekül. Produziert Glucose 6-phosphat (G6P) und ADP. Die Reaktion ist irreversibel und verdient Magnesiumionen.

 2-Fosfoglucoso Isomerasa (PGI): Isomeriza die G6P A Fructose 6-Phosphat (F6P).

 3-phospofrocerachinase (PFK): Fosphoryila der F6P A Fructose 1,6-Biphosphat (F1,6-bp) unter Verwendung eines ATP-Moleküls für jede F6P. Diese Reaktion ist auch irreversibel.

 4-Aldolase: Escind das F1.6-BP-Molekül und produzieren Sie Glyceraldehyd 3-phosphat (Lücke) und Dihydroxyacetonphosphat (DHAP).

 5-phosphat-Isomerase (TIM): Nehmen Sie an DHAP- und Gap-Interkonversion teil.

 6-Glyceraldehyd 3-phosphat-Dehydrogenase (GAPDH): Verwenden Sie zwei NAD-Moleküle⁺ und 2 anorganische Phosphatmoleküle (PI) zur Phosphorylierung des Lücken.

 7-Fosfoglicerato-Quinasa (PGK): Erzeugt zwei ATP. Betont mit Phosphatgruppenspender jedes 1,3-BPG-Molekül. Produziert 2 3-phosphoglycerate (3pg) Moleküle.

 8-Fosfoglicerato mutasa (PGM): Umstrukturiert das 3PG-Molekül neu, um einen Vermittler mit größerer Energie zu verursachen.

 199.

10-Pyruvat-Kinase (PYK): Phosphoenolpyruvat wird von diesem Enzym verwendet, um Pyruvat zu bilden. Die Reaktion impliziert die Übertragung der Phosphatgruppe in Position 2 des Phosphoenolpiruvats zu einem ADP -Molekül. 2 Pyruvate und 2 ATP werden für jeden Glukose erzeugt.

Fermentative Routen

Fermentation ist der Begriff, der darauf hindeutet, dass Glukose oder andere Nährstoffe in Abwesenheit von Sauerstoff abgebaut werden, um Energie zu erhalten.

In Abwesenheit von Sauerstoff hat die Elektronenförderkette keinen endgültigen Akzeptor und tritt daher nicht oxidativ. Die NADH wird nicht von der mitochondrialen Route, sondern auf alternativen Routen, die keine ATP erzeugen.

Es kann Ihnen dienen: Pyruvatkinase: Struktur, Funktion, Regulation, Hemmung

Ohne genug NAD⁺ Der glykolytische Pfad.

Einige Zellen haben alternative Mechanismen, um mit Perioden der Anaerobiose fertig zu werden, und im Allgemeinen implizieren diese Mechanismen eine Art Fermentation. Andere Zellen sind im Gegenteil fast ausschließlich von fermentativen Prozessen für den Lebensunterhalt abhängig.

Die Produkte der fermentativen Wege vieler Organismen sind für den Menschen wirtschaftlich relevant. Beispiele sind die Produktion von Ethanol durch einige Hefen bei Anaerobiose und die Bildung von Milchsäure durch Lakting-Bakterien, die für die Joghurtproduktion verwendet werden.

Milchsäureproduktion

Viele Arten von Zellen in Abwesenheit von Sauerstoff produzieren Milchsäure dank der durch den Dehydrogenase -Lactatkomplex katalysierten Reaktion, die die Pyruvat -Kohlenstoffe und die in der GAPDH -Reaktion erzeugte NADH verwendet.

Laktikfermentation (Quelle: Sjantoni [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)] über Wikimedia Commons)

Ethanolproduktion

Das Pyruvat wird durch das Pyruvat -Decarboxylase in Acetaldehyd und CO2 umgewandelt. Acetaldehyd wird dann durch Alkohol -Dehydrogenase verwendet, wodurch sie reduziert wird, indem Ethanol produziert und ein NAD -Molekül regeneriert wird⁺ Für jedes Pyruvatmolekül, das auf diese Weise eintritt.

Alkoholische Fermentation (Quelle: AROBSON1 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)] über Wikimedia Commons)

Aerobische Fermentation

Die anaerobe Glykolyse hat als Hauptmerkmal die Tatsache, dass Endprodukte nicht der Co entsprechen₂ und Wasser, wie im Fall von aerobe Glykolyse. An seiner Stelle werden typische Fermentationsreaktionen erzeugt.

Einige Autoren haben einen Prozess der "aeroben Fermentation" oder einer aeroben Glykolyse für bestimmte Organismen beschrieben, von denen einige Parasiten der Familie Trypanosomatidae und viele Krebskrebszellen hervorstechen.

Es kann Ihnen dienen: Thermorezeptoren: beim Menschen, bei Tieren, in Pflanzen

In diesen Organismen wurde gezeigt, dass selbst in Gegenwart von Sauerstoff die Produkte des glykolytischen Weges seiner Kohlenstoffe möglich sind.

Obwohl die "aerobe Fermentation" von Glukose nicht das gesamte Abwesenheit einer Atemaktivität impliziert, da es sich nicht um einen Prozess von allen oder nichts handelt. Die Bibliographie zeigt jedoch die Ausscheidung von Produkten wie Pyruvat, Laktat, Succinat, Böse und anderen organischen Säuren an.

Glykolyse und Krebs

Viele Krebszellen zeigen eine Zunahme der Glukose- und Glykolyseströmung.

Tumoren bei Krebspatienten wachsen schnell, so dass Blutgefäße in Hypoxie sind. Somit hängt die Energieergänzung dieser Zellen hauptsächlich von anaeroben Glykolyse ab.

Dieses Phänomen wird jedoch durch einen induzierbaren Transkriptionsfaktor (HIF) von Hypoxie unterstützt, der die Expression von glykolytischen Enzymen und Glucosetransportern in der Membran durch komplexe Mechanismen erhöht.

Verweise

1. Cazzulo, J. J. (1992). Aerobische Fermentation von Glukose durch Trypanosomatiden. Das FASB Journal, 6, 3153-3161.
2. Jones, w., & Bianchi, k. (2015). Aerobische Glykolyse: Über die Proliferation hinaus. Grenzen in der Immunologie, 6, 1-5.