Гликолиз. И общие сведения окисление глюкозы

В этой статье мы подробно рассмотрим аэробный гликолиз, его процессы, разберем стадии и этапы. Ознакомимся с анаэробным окислением глюкозы, узнаем об эволюционных видоизменениях данного процесса и определим его биологическое значение.

Что такое гликолиз

гликолиз это

Гликолиз – это одна из трех форм окисления глюкозы, при котором сам процесс окисления сопровождается выделением энергии, которая запасается в НАДН и АТФ. В процессе гликолиза из молекулы глюкозы получают две молекулы кислоты пировиноградной.

аэробный гликолиз

Гликолиз - это процесс, происходящий под воздействием различных биологических катализаторов – ферментов. Главным окислителем служит кислород – О2, однако процессы гликолиза могут протекать и в его отсутствие. Такой вид гликолиза называют – анаэробный гликолиз.


Процесс гликолиза при отсутствии кислорода

процесс гликолиза

Анаэробный гликолиз – ступенчатый процесс окисления глюкозы, при котором глюкоза окисляется не полностью. Образуется одна молекула пировиноградной кислоты. А с энергетической точки зрения, гликолиз без участия кислорода (анаэробный) является менее выгодным. Однако при поступлении кислорода в клетку анаэробный процесс окисления может превращаться в аэробный и протекать в полноценной форме.

Механизмы гликолиза

Процесс гликолиза - это разложение шестиуглеродной глюкозы на пируват трехуглеродный в виде двух молекул. Сам процесс разделяется на 5 этапов подготовки и 5 этапов, при которых запасается энергия в АТФ.

Процесс гликолиза из 2 стадий и 10 этапов выглядят следующим образом:

  • 1 стадия, этап 1 – фосфорилирование глюкозы. По шестому атому углерода в глюкозе, сам сахарид активируют через фосфорилирование.
  • Этап 2 – изомеризация глюкозы-6-фосфата. На этом этапе фосфоглюкозоимераза каталитический обращает глюкозу во фруктозу-6-фосфат.
  • Этап 3 – Фруктоза-6-фосфат и её фосфорилирование. Этот этап заключается в образовании фруктозо-1,6-дифосфата (альдолаза) путем воздействия фосфофруктокиназы-1, которая сопровождает фосфорильную группу от аденозинтрифосфорной кислоты к молекуле фруктозы.
  • Этап 4 – это процесс расщепления альдолазы с образованием двух молекул триозофосфата, а именно эльдозы и кетозы.
  • Этап 5 – триозофосфаты и их изомеризация. На этом этапе глицеральдегид-3-фосфат отправляется на последующие этапы расщепления глюкозы, а дигидроксиацетонфосфат переходит в форму глицеральдегид-3-фосфата под воздействием фермента.
  • 2 стадия, этап 6 (1) – Глицеральдегид-3-фосфат и его окисление – этап в котором данная молекула окисляется и фосфорилируется до дифосфоглицерата-1,3.
  • Этап 7 (2) – направлен на перенос группы фосфатов на АДФ с 1,3-дифосфоглицерата. Конечными продуктами данного этапа являются образование 3-фосфоглицерата и АТФ.
  • Этап 8 (3) – переход от 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат. Этот процесс происходит под воздействием фермента фосфоглицератмутаза. Обязательным условием протекания химической реакции является наличие магния (Mg).
  • Этап 9 (4) – 2 фосфоглицерта дегидратируется.
  • Этап 10 (5) – в АДФ и ФЕП переносятся фосфаты, полученные в результате прохождения предыдущих этапов. Энергия с фосфоэнулпировата переносится на АДФ. Для протекания реакции необходимо наличие ионов калия (K) и магния (Mg).

реакция гликолиза


Видоизмененные формы гликолиза

Процесс гликолиза способен сопровождаться дополнительной выработкой 1,3 и 2,3-бифосфоглицератов. 2,3-фосфоглицерат под влиянием биологических катализаторов способен возвращаться в гликолиз и переходить в форму 3-фосфоглицерата. Роль данных ферментов разнообразная, например, 2,3-бифосфоглицерат, находясь в гемоглобине, заставляет кислород переходить в ткани, способствуя диссоциации и понижая сродство О2 и эритроцитов.

Многие бактерии изменяют формы гликолиза на различных этапах, сокращая их общее количество или видоизменяя их под воздействием разных ферментов. Небольшая часть анаэробов имеет другие методы углеводного разложения. Многие термофилы вовсе имеют лишь 2 фермента гликолиза, это енолаза и пируваткиназа.


Гликоген и крахмал, дисахариды и другие виды моносахаридов

реакция гликолиза

Аэробный гликолиз - это процесс, свойственный и другим видам углеводов, а конкретно он присущ крахмалу, гликогену, большинству дисахаридов (маноза, галактоза, фруктоза, сахароза и другие). Функции всех видов углеводов в целом направлены на получение энергии, но могут различаться спецификой своего назначения, использования и т. д. Например, гликоген поддается гликогенезу, что по сути, является фосфолитическим механизмом, нацеленным на получение энергии при расщеплении гликогена. Сам же гликоген может запасаться в организме как резервный источник энергии. Так, например, глюкоза, получаемая во время приёма пищи, но не усвоившаяся мозгом, накапливается в печени и будет использована при недостатке глюкозы в организме с целью защитить индивид от серьезных сбоев гомеостаза.

Значение гликолиза

Гликолиз - это уникальный, однако не единственный вид окисления глюкозы в организме, клетке как прокариотов, так и эукариотов. Ферменты гликолиза являются водорастворимыми. Реакция гликолиза в некоторых тканях и клетках может происходить только таким образом, например, в мозгу и клетках нефронов печени. Другие способы окисления глюкозы в этих органах не используются. Однако не везде функции гликолиза одинаковы. Например, жировые ткани и печени в процессе пищеварения добывают необходимые субстраты из глюкозы для синтеза жиров. Многие растения используют гликолиз как способ добычи основной части энергии.

Гликация - это необратимый процесс, приводящий к отвердению ...
Различные кондитерские изделия в виде конфет, печенья и тортов вредят не только нашей талии. Их негативный эффект отражается и на лице.
далее
Нормальный уровень глюкозы - это какое значение? Повышенный и ...
Для чего необходимо знать свой уровень глюкозы? Это вещество, которое играет огромную биологическую роль в человеческом организме. О том, какова его норма в крови, мы расскажем в представленной статье.
далее
Диссимиляция в биологии - это пример катаболизма в пищевых цепях
В биологических системах баланс сохраняется по причине существования пищевых цепей. Каждый организм занимает в них свое место, получая органические молекулы для своего роста и размножения. При этом процесс расщепления сложных веществ до ...
далее
Полное окисление глюкозы. Реакция окисления глюкозы
В данной статье рассмотрим, как происходит окисление глюкозы. Углеводы представляют собой соединения полигидроксикарбонильного типа, а также их производные. Характерные признаки – наличие альдегидных или кетонной групп и не меньше двух групп ...
далее
Биохимия: гликолиз. Реакции, биологическое значение
Что представляет собой процесс гликолиза? Рассмотрим его основные стадии, а также особенности протекания.
далее
Что это - глюкоза? Определение, химические и физические свойства
Что такое глюкоза? Это вещество, которое необходимо организму человека. От своевременного поступления глюкозы зависит здоровье людей. Поставлять энергию организму могут углеводы, белки и жиры. Но глюкоза – вещество, которое занимает главное место среди тех, что используются для энергетических потребностей.
далее
Что это - глюкоза? Определение, химические и физические свойства
Гликогены. Что это такое? Давайте узнаем!
Гликоген является сложным, комплексным углеводом, который в процессе гликогенеза образуется из глюкозы, поступающей в организм человека вместе с пищей. С химической точки зрения он определяется формулой C6H10O5 и представляет собой коллоидальный полисахарид, имеющий сильно разветвленную цепь из остатков глюкозы.
далее
Гликогены. Что это такое? Давайте узнаем!
Что это - катаболизм? Процессы катаболизма, этапы
Наш организм является удивительной системой, способной поддерживать стабильные связи с окружающей средой. Осуществляется это посредством обмена веществ или, как его еще называют, метаболизма. Сам же метаболизм делится на две составляющие: катаболизм (энергетический обмен) и анаболизм (пластический обмен). Многие люди путают эти понятия. Но они принципиально отличаются. Давайте же разберемся, что такое катаболизм.
далее
Что это - катаболизм? Процессы катаболизма, этапы
Что это - глюкоза? Получение глюкозы и ее свойства
Глюкоза в переводе с греческого языка обозначает "сладкий". В природе в больших количествах она встречается в соках ягод и фруктов, в том числе в виноградном соке, отчего и имеет в народе название "винный сахар".
далее
Что это - глюкоза? Получение глюкозы и ее свойства
Биологическая роль и функции АТФ
АТФ расшифровывается как аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота. АТФ является одним из двух наиболее важных источников энергии в любой клетке. Строение АТФ и биологическая роль тесно связаны.
далее
Биологическая роль и функции АТФ