Biokimyo nimani o'rganadi? Glikoliz - bu glyukoza parchalanishining jiddiy fermentativ jarayoni bo'lib, u hayvonlar va inson to'qimalarida kisloroddan foydalanmasdan sodir bo'ladi. Aynan u biokimyogarlar tomonidan sut kislotasi va ATP molekulalarini olish usuli sifatida qaraladi.
Tanrif
Aerob glikoliz nima? Biokimyo bu jarayonni tirik organizmlarga xos bo'lgan energiya bilan ta'minlaydigan yagona jarayon deb biladi.
Mana shunday jarayon yordamida hayvonlar va odamlar organizmi kislorod yetishmasligi sharoitida ma'lum vaqt davomida ma'lum fiziologik funktsiyalarni bajara oladi.
Agar glyukozaning parchalanish jarayoni kislorod ishtirokida amalga oshirilsa, aerob glikoliz sodir boʻladi.
Uning biokimyosi nima? Glikoliz glyukozani suv va karbonat angidridga oksidlash jarayonining birinchi bosqichi hisoblanadi.
Tarix sahifalari
"Glikoliz" atamasi XIX asr oxirida Lepin tomonidan qon aylanish tizimidan olib tashlangan qon glyukozasini kamaytirish jarayoni uchun ishlatilgan. Ba'zi mikroorganizmlarda glikolizga o'xshash fermentatsiya jarayonlari mavjud. Bundaylar uchuntransformatsiya o'n bitta fermentdan foydalanadi, ularning aksariyati bir hil, yuqori darajada tozalangan yoki kristalli shaklda ajratilgan, ularning xususiyatlari yaxshi o'rganilgan. Bu jarayon hujayra gialoplazmasida sodir bo'ladi.
Jarayon xususiyatlari
Glikoliz qanday davom etadi? Biokimyo - bu jarayon ko'p bosqichli reaktsiya sifatida qaraladigan fan.
Glikolizning birinchi fermentativ reaksiyasi, fosforlanish ortofosfatning ATP molekulalari tomonidan glyukozaga oʻtishi bilan bogʻliq. Geksokinaza fermenti bu jarayonda katalizator vazifasini bajaradi.
Ushbu jarayonda glyukoza-6-fosfat ishlab chiqarilishi tizimning katta miqdordagi energiyasining ajralib chiqishi bilan izohlanadi, ya'ni qaytmas kimyoviy jarayon sodir bo'ladi.
Geksokinaz kabi ferment nafaqat D-glyukozaning, balki D-mannozaning, D-fruktozaning fosforlanish jarayoni uchun katalizator vazifasini bajaradi. Geksokinazadan tashqari, jigarda yana bir ferment - glyukokinaza mavjud bo'lib, u bitta D-glyukozaning fosforlanish jarayonini katalizlaydi.
Ikkinchi bosqich
Zamonaviy biokimyo bu jarayonning ikkinchi bosqichini qanday tushuntiradi? Bu bosqichdagi glikoliz geksozfosfat izomeraza ta'sirida glyukoza-6-fosfatning yangi modda - fruktoza-6-fosfatga o'tishidir.
Jarayon ikkita qarama-qarshi yo'nalishda davom etadi, kofaktorlarni talab qilmaydi.
Uchinchi bosqich
Bu hosil boʻlgan fruktoza-6-fosfatning ATP molekulalari yordamida fosforlanishi bilan bogʻliq. Bu jarayonning tezlatuvchisi fosfofruktokinaz fermentidir. Reaktsiyaqaytarilmas deb hisoblanadi, magniy kationlari ishtirokida sodir bo'ladi, bu o'zaro ta'sirning asta-sekin davom etadigan bosqichi hisoblanadi. Aynan u glikoliz tezligini aniqlash uchun asosdir.
Fosfofruktokinaza allosterik fermentlar vakillaridan biridir. U AMP va ADP tomonidan qo'zg'atilgan ATP molekulalari tomonidan inhibe qilinadi. Qandli diabetda, ro'za tutish paytida, shuningdek, yog'lar ko'p miqdorda iste'mol qilinadigan boshqa ko'plab sharoitlarda to'qima hujayralarida sitrat miqdori bir necha bor ortadi. Bunday sharoitda sitrat tomonidan fosfofruktokinazning to'liq faolligi sezilarli darajada inhibe qilinadi.
Agar ATP va ADP nisbati sezilarli qiymatlarga yetsa, fosfofruktokinaz inhibe qilinadi, bu glikolizni sekinlashtirishga yordam beradi.
Glikolizni qanday oshirish mumkin? Biokimyo buning uchun intensivlik omilini kamaytirishni taklif qiladi. Masalan, ishlamaydigan mushakda fosfofruktokinaza faolligi past, lekin ATP kontsentratsiyasi oshadi.
Mushak ishlayotganda ATP sezilarli darajada iste'mol qilinadi, bu ferment darajasining oshishiga olib keladi va glikoliz jarayonining tezlashishiga olib keladi.
Toʻrtinchi bosqich
Aldolaz fermenti glikolizning bu qismi uchun katalizator hisoblanadi. Uning yordami bilan moddaning ikki fosfotriozaga teskari bo'linishi sodir bo'ladi. Harorat qiymatiga qarab, muvozanat turli darajalarda o'rnatiladi.
Biyokimyo nima bo'layotganini qanday tushuntiradi? Haroratning oshishi bilan glikoliz bevosita reaktsiya, mahsulot yo'nalishi bo'yicha davom etadiglitseraldegid-3-fosfat va dihidroksiaseton fosfat.
Boshqa bosqichlar
Beshinchi bosqich - trioz fosfatlarning izomerlanish jarayoni. Jarayonning katalizatori triozfosfat izomeraza fermentidir.
Xulosa koʻrinishidagi oltinchi reaksiya vodorod qabul qiluvchi sifatida NAD fosfat ishtirokida 1,3-difosforgliserik kislota ishlab chiqarishni tavsiflaydi. Aynan shu noorganik vosita vodorodni glitseraldegiddan olib tashlaydi. Hosil boʻlgan bogʻ moʻrt, lekin u energiyaga boy boʻlib, ajralganda 1,3-difosfogliserik kislota olinadi.
Fosfogliseratkinaz tomonidan katalizlangan yettinchi bosqich energiyani fosfat qoldigʻidan ADPga oʻtkazib, 3-fosfogliserik kislota va ATP hosil qiladi.
Sakkizinchi reaksiyada fosfat guruhining molekula ichiga oʻtishi sodir boʻladi, 3-fosfogliserik kislotaning 2-fosfogliseratga aylanishi kuzatiladi. Jarayon qayta tiklanadi, shuning uchun uni amalga oshirish uchun magniy kationlari ishlatiladi.
2,3-difosfogliserik kislota bu bosqichda ferment uchun kofaktor vazifasini bajaradi.
To'qqizinchi reaksiya 2-fosfogliserik kislotaning fosfoenolpiruvatga o'tishini o'z ichiga oladi. Magniy kationlari tomonidan faollashtirilgan enolaza fermenti bu jarayonning tezlatuvchisi, ftorid esa bu holda inhibitor vazifasini bajaradi.
O'ninchi reaksiya bog'lanishning uzilishi va fosfat qoldig'i energiyasini fosfoenolpiruvik kislotadan ADPga o'tishi bilan davom etadi.
O'n birinchi bosqich piruvik kislotaning kamayishi, sut kislotasini olish bilan bog'liq. Bu konversiya laktat dehidrogenaza fermentining ishtirokini talab qiladi.
Glikolizni umumiy tarzda qanday yozish mumkin? Yuqorida biokimyosi ko'rib chiqilgan reaksiyalar ATP molekulalarining hosil bo'lishi bilan birga glikolitik oksidlanishga qaytariladi.
Jarayon qiymati
Biz biokimyo glikolizni (reaktsiyalarni) qanday tasvirlashini ko'rib chiqdik. Bu jarayonning biologik ahamiyati katta energiya zahirasiga ega fosfat birikmalarini olishdan iborat. Agar birinchi bosqichda ikkita ATP molekulasi sarflansa, u holda bosqich ushbu birikmaning to'rtta molekulasi hosil bo'lishi bilan bog'liq.
Uning biokimyosi nima? Glikoliz va glyukoneogenez energiya tejamkor: 2 ATP molekulasi 1 glyukoza molekulasini tashkil qiladi. Glyukozadan ikkita kislota molekulasi hosil bo'lganda energiya o'zgarishi 210 kJ / mol ni tashkil qiladi. 126 kJ issiqlik shaklida chiqadi, 84 kJ ATP ning fosfat bog'larida to'planadi. Terminal aloqasi 42 kJ/mol energiya qiymatiga ega. Biokimyo shunga o'xshash hisob-kitoblar bilan shug'ullanadi. Aerob va anaerob glikolizning samaradorligi 0,4.
Qiziqarli faktlar
Koʻplab tajribalar natijasida insonning buzilmagan eritrotsitlarida sodir boʻladigan har bir glikoliz reaksiyasining aniq qiymatlarini aniqlash mumkin boʻldi. Glikolizning sakkizta reaksiyasi termodinamik muvozanatga yaqin, uchta jarayon erkin energiya miqdorining sezilarli kamayishi bilan bog‘liq va qaytarilmas hisoblanadi.
Glyukoneogenez nima? Jarayonning biokimyosi uglevodlarning parchalanishidan iborat bo'lib, unda sodir bo'ladibir necha bosqich. Har bir bosqich fermentlar tomonidan boshqariladi. Masalan, aerob metabolizm bilan tavsiflangan to'qimalarda (yurak to'qimalari, buyraklar) u LDH1 va LDH2 izoenzimlari tomonidan boshqariladi. Ular oz miqdorda piruvat tomonidan inhibe qilinadi, buning natijasida sut kislotasi sinteziga yo'l qo'yilmaydi va trikarboksilik kislota siklida atsetil-KoA ning to'liq oksidlanishiga erishiladi.
Anaerob glikoliz yana nima bilan tavsiflanadi? Biokimyo, masalan, jarayonga boshqa uglevodlarni kiritishni o'z ichiga oladi.
Laboratoriya tadqiqotlari natijasida inson organizmiga oziq-ovqat bilan kiradigan fruktozaning 80% ga yaqini jigarda metabollanishi aniqlandi. Bu erda uning fruktoza-6-fosfatga fosforlanish jarayoni sodir bo'ladi, geksokinaza fermenti bu jarayonning katalizatori sifatida ishlaydi.
Bu jarayon glyukoza tomonidan inhibe qilinadi. Olingan birikma bir necha bosqichlardan o'tib, fosfor kislotasini yo'q qilish bilan birga glyukozaga aylanadi. Bundan tashqari, uning keyinchalik boshqa fosfor o'z ichiga olgan organik birikmalarga aylanishi mumkin.
ATF va fosfofruktokinaz ta'sirida fruktoza-6-fosfat fruktoza-1,6-difosfatga aylanadi.
Keyin bu modda glikolizga xos boʻlgan bosqichlarda metabollanadi. Mushaklar va jigarda fruktozaning fosforli birikmaga fosforlanish jarayonini tezlashtirishi mumkin bo'lgan ketohekzokinaz mavjud. Jarayon glyukoza bilan bloklanmaydi va hosil bo'lgan fruktoza-1-fosfat ketoz-1-fosfat aldolaza ta'sirida glitseraldegid va dihidroksiasetonfosfatga parchalanadi. D-gliseraldegid ostidatriozokinaza ta'sirida u fosforlanishga kiradi, natijada ATP molekulalari ajralib chiqadi va dihidroksiasetonfosfat olinadi.
Tug'ma anomaliyalar
Biokimyogarlar fruktoza almashinuvi bilan bog'liq ba'zi tug'ma anomaliyalarni aniqlay olishdi. Ushbu hodisa (asosiy fruktozuriya) organizmdagi ketohekzokinaz fermenti tarkibidagi biologik etishmovchilik bilan bog'liq, shuning uchun bu uglevodning parchalanishining barcha jarayonlari glyukoza tomonidan inhibe qilinadi. Ushbu buzilishning natijasi qonda fruktoza to'planishi hisoblanadi. Fruktoza uchun buyrak chegarasi past, shuning uchun fruktozuriya qondagi uglevod kontsentratsiyasi 0,73 mmol/L atrofida bo'lganida aniqlanishi mumkin.
Galaktoza biosintezidagi ishtirok
Galaktoza organizmga ovqat bilan kiradi, u ovqat hazm qilish traktida glyukoza va galaktozagacha parchalanadi. Birinchidan, bu karbongidrat galaktoza-1-fosfatga aylanadi, jarayon galaktokinaza tomonidan katalizlanadi. Keyinchalik, fosfor o'z ichiga olgan birikma glyukoza-1-fosfatga aylanadi. Bu bosqichda uridin difosfogalaktoza va UDP-glyukoza ham hosil bo'ladi. Jarayonning keyingi bosqichlari glyukozaning parchalanishiga o'xshash sxema bo'yicha davom etadi.
Galaktoza almashinuvining ushbu yo'lidan tashqari, ikkinchi sxema ham mumkin. Birinchidan, galaktoza-1-fosfat ham hosil bo'ladi, ammo keyingi bosqichlar UTP molekulalari va glyukoza-1-fosfat hosil bo'lishi bilan bog'liq.
Uglevod almashinuvi bilan bogʻliq boʻlgan koʻplab patologik sharoitlar orasida galaktozemiya alohida oʻrin tutadi. Bu hodisa retsessiv irsiy kasallik bilan bog'liq, bilanunda qondagi qand miqdori galaktoza hisobiga ko'tariladi va 16,6 mmol/l ga etadi. Shu bilan birga, qondagi glyukoza miqdori deyarli o'zgarmaydi. Bunday hollarda galaktozadan tashqari, qonda galaktoza-1-fosfat ham to'planadi. Galaktozemiya tashxisi qo‘yilgan bolalarda aqliy zaiflik va katarakta ham bor.
Uglevod almashinuvi buzilishining o'sishi kamayganligi sababli, sabab galaktozaning ikkinchi yo'l bo'ylab parchalanishidir. Biokimyogarlar davom etayotgan jarayonning mohiyatini aniqlashga muvaffaq bo'lishlari tufayli organizmdagi glyukozaning to'liq parchalanmaganligi bilan bog'liq muammolarni hal qilish mumkin bo'ldi.
