Co je glykolýza?
Glykolýza je komplexní biologický proces, ke kterému dochází při přeměně glukózy na pyruvát za účelem poskytnutí energie pro každou živou buňku. Protože cyklus glykolýzy zahrnuje přeměnu cukru v krvi na anion pyruvátové kyseliny (pyruvát), je glykolýza označována také jako cyklus kyseliny citronové.
Protože tato událost také zahrnuje uvolnění volné energie, je považována za termodynamickou reakci. Konečným výsledkem je syntéza adenosin-5'-trifosfátu (ATP) a redukovaného nikotinamid adenin dinukleotidu (NADH), dvou nukleotidů, které jsou klíčovými složkami DNA a důležité pro správnou metabolickou funkci. Zatímco glykolýza je jednoduchým příkladem anaerobního buněčného dýchání a fermentace, je třeba provést deset reakčních kroků, které zahrnují několik katalyzátorových enzymů a meziproduktů.
První událost, ke které dochází při glykolýze, využívá energii poskytovanou enzymy hexokinázové glykolýzy k přeměně molekuly cukru (glukózy) se šesti atomy uhlíku na dvě sloučeniny obsahující tři atomy uhlíku, nebo 6-fosfát glukózy. Tato látka pak podléhá molekulárnímu přesmyku na „laktát“ nebo produkuje anion kyseliny mléčné. „Návratem“ spotřeby energie v časné fázi glykolýzy je následná produkce dvou nikotinamidadenin dinukleotidů (NAD), následovaná fosfátovou skupinou vázající se na každou 3-uhlíkovou molekulu, která vytváří 1,3-bisfosfoglycerát. Mezitím se vodík v reakci používá k redukci NAD, čímž se získá NADH. Nakonec se glykolýzový enzym pyruvát kináza používá k produkci dvou ATP pro každou molekulu glukózy zapojenou do glykolytické reakce.
Glykolýza je základní metabolická cesta, která se pravděpodobně vyvinula před miliardami let. Přestože se vyskytuje téměř v každém živém organismu, dělá se to s variací. Například, ačkoliv glukóza je obvyklým odrazovým můstkem pro zahájení glykolýzy, mohou do reakce přivést i jiné monosacharidy. Kromě toho laktát není jediným možným vedlejším produktem glykolýzy, o čemž svědčí výroba oxidu uhličitého a ethanolu, když pivovarské kvasnice podstupují fermentaci. A konečně, ne všechny uhlíky jsou nutně přeměněny na pyruvát a mohou být použity pro další další dráhy související s uhlíkem.
Vyskytuje se také dysfunkční glykolýza. Například rakovinné buňky často vykazují glykolytický cyklus až 200krát vyšší než je rychlost normálních buněk. Známý jako Warburgův efekt, toto zrychlení může nastat kvůli množství hexokinázových enzymů nebo nedostatku kyslíku z nedostatku krevního toku do místa. Podobná porucha metabolismu glukózy je pozorována u Alzheimerovy choroby. To je však pravděpodobně způsobeno akumulací specifických proteinů, které interferují s fosforylací.