Wat is glycolyse?
Glycolyse is een complex biologisch proces dat plaatsvindt om glucose om te zetten in pyruvaat om energie te leveren voor elke levende cel. Omdat de glycolysecyclus de omzetting van bloedsuiker in een anion van pyruvinezuur (pyruvaat) omvat, wordt glycolyse ook de citroenzuurcyclus genoemd.
Aangezien dit evenement ook het vrijmaken van vrije energie inhoudt, wordt het beschouwd als een thermodynamische reactie. Het eindresultaat is de synthese van adenosine-5'-trifosfaat (ATP) en gereduceerd nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), twee nucleotiden die belangrijke componenten van DNA zijn en belangrijk voor een goede metabole werking. Hoewel glycolyse een eenvoudig voorbeeld is van anaërobe cellulaire ademhaling en fermentatie, zijn er tien reactieve stappen die betrekking hebben op verschillende katalysatorenzymen en tussenproducten.
De eerste gebeurtenis die zich voordoet in glycolyse gebruikt energie geleverd door hexokinase glycolyse-enzymen om een suiker (glucose) molecuul met zes koolstofatomen om te zetten in twee verbindingen met drie koolstofatomen, of glucose 6-fosfaat. Deze stof ondergaat vervolgens moleculaire herschikking tot "lactaat", of produceert een anion van melkzuur. De "terugverdientijd" voor energieverbruik in de vroege fase van glycolyse is de daaropvolgende productie van twee nicotinamide-adeninedinucleotiden (NAD's), gevolgd door een fosfaatgroep die bindt aan elk 3-koolstofmolecuul, dat 1,3-bisfosfoglyceraat genereert. Ondertussen wordt de waterstof in de reactie gebruikt om NAD te verminderen, wat NADH oplevert. Ten slotte wordt het glycolyse-enzym pyruvaatkinase gebruikt om twee ATP's te produceren voor elke glucosemolecule die bij de glycolytische reactie betrokken is.
Glycolyse is een basaal metabolisme dat zich waarschijnlijk miljarden jaren geleden heeft ontwikkeld. Hoewel het in bijna elk levend organisme voorkomt, doet het dit met variatie. Hoewel glucose bijvoorbeeld de gebruikelijke springplank is om glycolyse te lanceren, kunnen andere monosachariden in de reactie worden gebracht. Bovendien is lactaat niet het enige mogelijke bijproduct van glycolyse, zoals blijkt uit de productie van kooldioxide en ethanol wanneer gist van brouwers een gisting ondergaat. Ten slotte wordt niet alle koolstof noodzakelijkerwijs omgezet in pyruvaat en kan het worden gebruikt om andere koolstofgerelateerde paden te bevorderen.
Disfunctionele glycolyse treedt ook op. Kankercellen bijvoorbeeld vertonen vaak een glycolytische cyclus die tot 200 keer hoger is dan de snelheid van normale cellen. Bekend als het Warburg-effect, kan deze versnelling optreden als gevolg van een overvloed aan hexokinase-enzymen, of een tekort aan zuurstof door een gebrek aan bloedtoevoer naar de site. Een vergelijkbare verstoring van het glucosemetabolisme wordt gezien bij de ziekte van Alzheimer. Dit wordt echter waarschijnlijker veroorzaakt door een ophoping van specifieke eiwitten die interfereren met fosforylering.