Co to jest glikoliza?

Glikoliza jest złożonym procesem biologicznym, który zachodzi w celu przekształcenia glukozy w pirogronian w celu zapewnienia energii dla każdej żywej komórki. Ponieważ cykl glikolizy obejmuje przekształcenie cukru we krwi w anion kwasu pirogronowego (pirogronianu), glikolizę określa się również jako cykl kwasu cytrynowego.

Ponieważ zdarzenie to obejmuje również uwolnienie darmowej energii, uważa się je za reakcję termodynamiczną. Efektem końcowym jest synteza 5'-trifosforanu adenozyny (ATP) i zredukowanego dinukleotydu nikotynamidoadeninowego (NADH), dwóch nukleotydów, które są kluczowymi składnikami DNA i są ważne dla prawidłowego funkcjonowania metabolicznego. Podczas gdy glikoliza jest prostym przykładem beztlenowego oddychania komórkowego i fermentacji, istnieje dziesięć reaktywnych etapów, które obejmują kilka enzymów katalizatora i związków pośrednich.

Pierwsze zdarzenie, które ma miejsce w glikolizie, wykorzystuje energię dostarczaną przez enzymy glikolizy heksokinazowej do przekształcania cząsteczki cukru (glukozy) z sześcioma atomami węgla w dwa związki zawierające trzy atomy węgla lub 6-fosforan glukozy. Substancja ta ulega następnie molekularnemu przestawieniu na „mleczan” lub wytwarzanie anionu kwasu mlekowego. „Zwrotem” za zużycie energii we wczesnej fazie glikolizy jest późniejsza produkcja dwóch dinukleotydów nikotynamidoadeninowych (NAD), a następnie grupy fosforanowej wiążącej się z każdą cząsteczką 3-węglową, która wytwarza 1,3-bisfosfoglicerynian. Tymczasem wodór w reakcji stosuje się do redukcji NAD, uzyskując NADH. Na koniec enzym glikolizy, kinaza pirogronianowa, jest stosowany do wytworzenia dwóch ATP dla każdej cząsteczki glukozy zaangażowanej w reakcję glikolityczną.

Glikoliza to podstawowy szlak metaboliczny, który prawdopodobnie ewoluował miliardy lat temu. Jednakże, chociaż występuje w prawie każdym żywym organizmie, robi to ze zmiennością. Na przykład, chociaż glukoza jest zwykłą odskocznią do rozpoczęcia glikolizy, do reakcji mogą być wprowadzone inne monosacharydy. Ponadto mleczan nie jest jedynym możliwym produktem ubocznym glikolizy, o czym świadczy wytwarzanie dwutlenku węgla i etanolu podczas fermentacji drożdży piwowarskich. Wreszcie, nie cały węgiel jest koniecznie przekształcany w pirogronian i może być wykorzystywany do dalszych innych szlaków związanych z węglem.

Występuje również dysfunkcyjna glikoliza. Na przykład komórki rakowe często wykazują cykl glikolityczny do 200 razy wyższy niż wskaźnik normalnych komórek. Znane jako efekt Warburga, to przyspieszenie może nastąpić z powodu dużej ilości enzymów heksokinazowych lub niedoboru tlenu z powodu braku przepływu krwi do tego miejsca. Podobne zaburzenie metabolizmu glukozy obserwuje się w chorobie Alzheimera. Jest to jednak bardziej prawdopodobne z powodu gromadzenia się specyficznych białek, które zakłócają fosforylację.