L-ossidazzjoni kompleta tal-glukożju. Ir-reazzjoni tal-ossidazzjoni tal-glukożju

F'dan l-artikolu, se nħarsu lejn kif isseħħ l-ossidazzjoni tal-glukożju. Il-karboidrati huma komposti tat-tip polyhydroxycarbonyl, kif ukoll id-derivattivi tagħhom. Sinjali karatteristiċi - il-preżenza ta 'gruppi ta' aldehyde jew ketone u mill-inqas żewġ gruppi ta 'hydroxyl.

Permezz ta 'l-istruttura tiegħu, il-karboidrati huma maqsuma f'monosakkaridi, polisakkaridi, oligosakkaridi.

Monosakkaridi

Il-monosaccharides huma l-aktar karboidrati sempliċi li ma jistgħux jiġu idrolizzati. Jiddependi fuq liema grupp huwa preżenti fil-kompożizzjoni - aldehyde jew ketone, iżolati aldose (dawn jinkludu galaktożi, glukożju, ribose) u ketose (ribulose, fruttożju).

Oligosakkaridi

Oligosakkaridi huma karboidrati li għandhom minn żewġ sa għaxar residwi ta 'monosaccharide konnessi minn bonds glycosidic. Jiddependi fuq l-ammont ta 'residwi ta' monosaccharide, disaccharides, trisaccharides eċċ. X'jiġri meta l-glukożju jiġi ossidizzat? Dan ser jiġi diskuss aktar tard.

Polisakkaridi

Il-polisakkaridi huma karboidrati li fihom aktar minn għaxar residwi ta 'monosaccharide marbuta flimkien minn bonds glycosidic. Jekk l-istess polysaccharide fih l-istess residwi ta 'monosaccharide, huwa msejjaħ homopolysaccharide (per eżempju, lamtu). Jekk dawn ir-residwi huma differenti - imbagħad heteropolysaccharide (per eżempju, heparin).

X'inhi s-sinifikat tal-ossidazzjoni tal-glukożju?

Funzjonijiet ta 'karboidrati fil-ġisem tal-bniedem

Il-karboidrati jwettqu l-funzjonijiet ewlenin li ġejjin:

1. Enerġija. L-aktar funzjoni importanti tal-karboidrati, peress li jservu bħala s-sors ewlieni ta 'enerġija fil-ġisem. Bħala riżultat tal-ossidazzjoni tagħhom, aktar minn nofs il-ħtiġijiet tal-enerġija tal-bniedem jiġu sodisfatti. Bħala riżultat ta 'ossidazzjoni ta' gramma waħda ta 'karboidrati, 16.9 kJ huwa rilaxxat.
2. Backup. Il-glycogen u l-lamtu huma forma ta 'akkumulazzjoni ta' nutrijenti.
3. Strutturali. Iċ-ċelluloża u xi komposti ta 'polysaccharide oħra jiffurmaw qalba qawwija fil-pjanti. Ukoll, flimkien ma 'lipidi u proteini, huma komponent tal-bijomembranji ċellulari kollha.
4. Protettiv. Għal heteropolysaccharides aċidużi, ir-rwol ta 'lubrikant bijoloġiku huwa assenjat. Huma jkebbsu l-uċuħ tal-ġogi li jmissu u jirfdu kontra xulxin, il-membrani mukużi tal-imnieħer, u l-apparat diġestiv.
5. Antikoagulanti. Karboidrat, bħall-eparina, għandu proprjetà bijoloġika importanti, jiġifieri, jipprevjeni tagħqid tad-demm.
6. Il-karboidrati huma sors ta 'karbonju meħtieġ għas-sintesi ta' proteini, lipidi u aċidi nukleiċi.

Għall-ġisem is-sors ewlieni ta 'karboidrati huma karboidrati tal-ikel - sukrożju, lamtu, glukosju, lattożju). Il-glukosju jista 'jiġi sintetizzat fil-ġisem innifsu minn amino acids, gliċerol, lactate u pyruvate (gluconeogenesis).

Glycolysis

Il-glycolysis hija waħda mit-tliet forom possibbli ta 'ossidazzjoni tal-glukożju. F'dan il-proċess, l-enerġija hija rilaxxata, li hija sussegwentement maħżuna f'ATP u NADH. Waħda mill-molekuli tagħha tinkiser f'żewġ molekuli ta 'piruvate.

Il-proċess tal-glycolysis iseħħ taħt l-azzjoni ta 'varjetà ta' sustanzi enżimatiċi, jiġifieri katalizzaturi ta 'natura bijoloġika. L-ossidant l-iktar importanti huwa l-ossiġnu, iżda ta 'min jinnota li l-proċess tal-glycolysis jista' jsir fin-nuqqas ta 'ossiġenu. Tip simili ta 'glycolysis jissejjaħ anerobika.

Il-glycolysis tat-tip anerobiku hija proċess gradwali ta 'ossidazzjoni tal-glukożju. B'din il-glycolysis, l-ossidazzjoni tal-glukosju ma sseħħx kompletament. Għalhekk, matul l-ossidazzjoni tal-glukosju, molekula waħda ta 'piruvat hija ffurmata biss. F'termini ta 'benefiċċji ta' l-enerġija, il-glycolysis anerobika hija inqas ta 'benefiċċju mill-glycolysis aerobika. Madankollu, jekk l-ossiġenu jidħol fiċ-ċellola, il-glycolysis anerobika tista 'tinbidel f'glycolysis aerobika, li hija ossidazzjoni sħiħa tal-glukosju.

Mekkaniżmu ta 'glycolysis

Fil-proċess tal-glycolysis id-dekompożizzjoni tal-glukożju ta 'sitt karbonju f'żewġ molekuli tal-piruvat bi tliet karbonju sseħħ. Il-proċess kollu huwa maqsum f'ħames stadji preparatorji u ħames aktar, li matulhom l-ATF taħżen l-enerġija.

Għalhekk, il-glycolysis tipproċedi f'żewġ stadji, li kull wieħed minnhom huwa maqsum f'ħames stadji.

Stadju 1 tar-reazzjoni tal-ossidazzjoni tal-glukożju

• L-ewwel stadju. Fl-ewwel stadju, il-glukożju huwa fosforilat. L-attivazzjoni tas-sakkarid isseħħ bil-fosforilazzjoni fuq is-sitt atomu tal-karbonju.
• It-tieni stadju. Hemm proċess ta 'isomerizzazzjoni tal-glucose-6-phosphate. F'dan l-istadju, il-glukosju jiġi kkonvertit għal fructose-6-phosphate permezz ta 'phosphogluco isomerase katalitiku.
• It-tielet stadju. Fosforilazzjoni tal-fruttożju-6-fosfat. F'dan l-istadju, fructose-1,6-difosfat (imsejħa wkoll aldolase) huwa prodott minn phosphofructokinase-1. Tipparteċipa fl-akkumpanjament ta 'grupp fosforil mill-adenosine triphosphate għal molekula ta' fruttożju.
• Ir-raba 'stadju. F'dan l-istadju, il-aldolase jinqasam. Bħala riżultat, huma ffurmati żewġ molekoli ta 'triosfosfat, b'mod partikolari ketose u eldosi.
• Il-ħames stadju. Isomerizzazzjoni ta 'triisophosphates. F'dan l-istadju, il-glyceraldehyde-3-phosphate jintbagħat fl-istadji li jmiss tal-qsim tal-glukosju. F'dan il-każ, id-dihydroxyacetone phosphate jiġi konvertit fil-forma ta 'glyceraldehyde-3-phosphate. Din it-tranżizzjoni titwettaq taħt l-azzjoni tal-enzimi.
• Is-sitt stadju. Il-proċess tal-ossidazzjoni tal-glyceraldehyde-3-phosphate. F'dan l-istadju, il-molekula hija ossidizzata u l-fosforilazzjoni sussegwenti tagħha għad-diphosphoglycerate-1,3.
• Is-seba 'stadju. Dan il-pass jinvolvi t-trasferiment mill-1,3-difosglikerat tal-grupp tal-fosfat għal ADP. Fir-riżultat finali ta 'dan l-istadju, 3-phosphoglycerate u ATP huma ffurmati.

Stadju 2 - ossidazzjoni kompleta tal-glukożju

• Tmien stadju. F'dan l-istadju, it-tranżizzjoni ta '3-phosphoglycerate sa 2-phosphoglycerate. Il-proċess ta 'tranżizzjoni jitwettaq taħt l-azzjoni ta' enzima, bħal mutase fosfoglikerat. Din ir-reazzjoni kimika ta 'l-ossidazzjoni tal-glukożju tipproċedi bil-preżenza obbligatorja tal-manjesju (Mg).
• Id-disa 'stadju. F'dan l-istadju sseħħ id-deidrazzjoni ta '2-phosphoglycerate.
• L-għaxar stadju. Hemm trasferiment ta 'fosfati, miksub bħala riżultat tal-istadji preċedenti, għal FEP u ADP. It-trasferiment għal ADP huwa phosphoenepiroval. Reazzjoni kimika bħal din hija possibbli fil-preżenza tal-joni tal-manjeżju (Mg) u tal-potassju (K).

Taħt kondizzjonijiet aerobiċi, il-proċess kollu jilħaq CO ₂ u H ₂ O. L-ekwazzjoni tal-ossidazzjoni tal-glukosju tidher qisha dan:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6 O ₂ → 6 CO ₂ + 6H ₂ O + 2880 kJ / mol.

Għalhekk, fiċ-ċellola m'hemm l-ebda akkumulazzjoni ta 'NADH fil-proċess ta' formazzjoni ta 'lactate mill-glukożju. Dan ifisser li tali proċess huwa anerobiku, u jista 'jipproċedi fin-nuqqas ta' ossiġnu. Huwa ossiġnu - l-aċċettatur tal-elettroni finali, li huma ttrasferiti lin-NADH fil- katina respiratorja.

Fil-proċess tal-kalkolu tal-bilanċ tal-enerġija tar-reazzjoni glycolytic, għandu jittieħed kont li kull stadju tat-tieni stadju huwa ripetut darbtejn. Minn dan jista 'jiġi konkluż li fl-ewwel stadju jinħlew żewġ molekuli ATP, u matul it-tieni stadju 4 molekuli ATP huma ffurmati bil-fosforilazzjoni tat-tip tas-substrat. Dan ifisser li bħala riżultat ta 'l-ossidazzjoni ta' kull molekula ta 'glukożju, iċ-ċellula takkumula żewġ molekuli ATP.

Eżaminajt l-ossidazzjoni tal-glukosju bl-ossiġnu.

Mogħdija anerobika ta 'ossidazzjoni tal-glukożju

L-ossidazzjoni aerobika hija l-proċess ta 'ossidazzjoni, li fiha l-enerġija hija rilaxxata u li sseħħ fil-preżenza ta' ossiġenu, li taġixxi bħala l-aċċettatur finali tal-idroġenu fil-katina respiratorja. Id-donatur tal-molekuli tal-idroġenu huwa l-forma mnaqqsa ta 'koenzimi (FADH2, NADH, NADPH), li huma ffurmati waqt reazzjoni intermedja tal-ossidazzjoni tas-substrat.

Il-proċess tal-ossidazzjoni tal-glukożju tat-tip dijossomu aerobiku huwa l-mod prinċipali tal-kataboliżmu tal-glukożju fil-ġisem tal-bniedem. Dan it-tip ta 'glycolysis jista' jsir fit-tessuti u fl-organi kollha tal-ġisem tal-bniedem. Ir-riżultat ta 'din ir-reazzjoni huwa l-qsim tal-molekula tal-glukożju għall-ilma u d-dijossidu tal-karbonju. L-enerġija allokata se tkun akkumulata fl-ATP. Dan il-proċess jista 'jinqasam fi tliet stadji:

1. Il-proċess tal-konverżjoni ta 'molekula tal-glukożju f'par molekuli ta' aċidu vulidu. Ir-reazzjoni sseħħ fiċ-ċitoplasma taċ-ċellula u hija mod speċifiku ta 'diżintegrazzjoni tal-glukożju.
2. Il-proċess ta 'formazzjoni ta' acetyl-CoA bħala riżultat ta 'dekarboxilazzjoni ossidattiva ta' aċidu pirruviku. Din ir-reazzjoni sseħħ fil-mitokondrija ċellulari.
3. Ossidazzjoni ta 'acetyl-CoA fiċ-ċiklu ta' Krebs. Ir-reazzjoni sseħħ fil-mitokondrija ċellulari.

F'kull stadju ta 'dan il-proċess, forom imnaqqsa ta' koenzimi huma ffurmati, li huma ossidizzati minn kumplessi ta 'l-enżimi tal-katina respiratorja. Bħala riżultat, l-ATP jiġi ffurmat matul l-ossidazzjoni tal-glukożju.

Formazzjoni ta 'koenzimi

Il-coenzymes li jiffurmaw fit-tieni u fit-tielet stadju tal-glycolysis aerobika se jiġu ossidizzati direttament fil-mitokondrija taċ-ċelloli. B'mod parallel, NADH, li kien iffurmat fiċ-ċitoplasma taċ-ċellula waqt ir-reazzjoni ta 'l-ewwel stadju ta' glycolysis aerobika, m'għandux il-kapaċità li jippenetra l-membrani tal-mitokondrija. L-idroġenu jiġi trasferit minn NADH ċitoplasmiku għal mitokondrija ċellulari permezz ta 'ċikli tax-shuttle. Fost dawn iċ-ċikli huwa possibbli li tissemma l-waħda ewlenija - malate-aspartate.

Imbagħad, bl-għajnuna ta 'NADH ċitoplasmiku, oxaloacetate jitnaqqas għal malate, li min-naħa tiegħu jidħol fil-mitokondrija ċellulari u mbagħad jiġi ossidat bit-tnaqqis ta' NAD mitokondrijali. Oxaloacetate jirritorna għaċ-ċitoplasma taċ-ċellola fil-forma ta 'aspartate.

Forom modifikati ta 'glycolysis

Il-fluss tal-glycolysis jista 'wkoll ikun akkumpanjat bir-rilaxx ta' 1,3 u 2,3-bisphosphoglycerates. F'dan il-każ, 2,3-bisphosphoglycerate jista 'jingħata lura lill-proċess tal-glycolysis taħt l-influwenza ta' katalizzaturi bijoloġiċi, u mbagħad ibiddel il-forma tiegħu għal 3-fosfogliċerat. Dawn l-enzimi għandhom varjetà ta 'rwoli. Pereżempju, 2,3-bisphosphoglycerate, li jinsab fl-emoglobina, jippromwovi t-tranżizzjoni ta 'ossiġenu fit-tessuti, u b'hekk jippromwovi d-dissoċjazzjoni u tnaqqis fl-affinità ta' l-ossiġnu u taċ-ċelluli ħomor tad-demm.

Konklużjoni

Bosta batterji jistgħu jibdlu l-forom ta 'glycolysis f'diversi stadji. Huwa possibbli li jitnaqqas in-numru totali tagħhom jew li jiġu modifikati dawn il-passi bħala riżultat ta 'l-azzjoni ta' diversi komposti ta 'l-enżimi. Uħud mill-anerobi għandhom il-kapaċità għal modi oħra ta 'dekomposizzjoni tal-karboidrati. Il-biċċa l-kbira tat-termofili għandhom biss żewġ enżimi glycolytic, b'mod partikolari enolase u pyruvate kinase.

Aħna eżaminat kif l-ossidazzjoni tal-glukożju fil-ġisem.