glikoliza sadrži u ljudima i u gotovo svim višećelijskim organizmima biokatalitički kontrolirano razgradnju jednostavnih šećera, poput D-glukoze.
Proces razgradnje i pretvorbe glukoze u piruvat odvija se u deset uzastopnih koraka i može se odvijati jednako u aerobnim i anaerobnim uvjetima.
Glikoliza se koristi za stvaranje energije, a piruvat daje prvu preliminarnu fazu za biokemijsku sintezu određenih tvari. Propadanje visokokvalitetnih ugljikohidrata (višestrukih šećera) također prolazi kroz glikolizu nakon što se razgradi na jednostavne šećere.
Što je glikoliza?
Glikoliza je središnji metabolički proces za raspad jednostavne D-glukoze šećera i odvija se unutar stanica u citosolu, tekućem dijelu stanične plazme. Proces razgradnje odvija se u 10 uzastopnih enzimski kontroliranih pojedinačnih koraka. Krajnji proizvodi ukupne ravnoteže od glikolize po molekuli glukoze su 2 molekule piruvata, 2 nukleotida ATP i 2 NADH nukleotida.
10 pojedinačnih koraka mogu se podijeliti u dvije faze, faza pripreme od koraka 1 do korak 5 i faza amortizacije od koraka 6 do 10. Faza pripreme energetski je negativna na metabolizam, tako da se mora dobiti energija u obliku 2 ATP-a. Samo je faza amortizacije energetski pozitivna, tako da se na ravnoteži postiže energetski dobitak u obliku 2 nukleotida ATP i 2 NADH nukleotida.
U prva dva koraka glikolize u fosfatnu skupinu prenose se 2 fosfatne skupine koje dolaze iz 2 ATP nukleotida (adenosin trifosfat) i koji se na taj način pretvaraju u ADP nukleotide (adenosin-difosfat).
Iako je glikoliza do stvaranja piruvata neovisna o tome prevladavaju li oksi (aerobni) ili anoksični (anaerobni) uvjeti, daljnji metabolizam piruvata ovisi o tome je li kisik dostupan ili ne. Međutim, strogo govoreći, daljnji procesi raspada i pretvorbe više ne pripadaju glikolizi.
Funkcija i zadatak
Glikoliza je jedan od najvažnijih i najčešćih središnjih metaboličkih procesa koji se odvijaju unutar stanice. Zadatak i funkcija glikolize sastoji se u energetskom i materijalnom metabolizmu jednostavnog šećera D-glukoze.
ATP, koji se dobiva kao dio energetskog metabolizma dodatkom energije i prijenosom fosfatne skupine u nukleotid ADP, služi kao nositelj energije i opskrbljivač energije. Prednost putem ATP-a ima prednost što se energija na kratko skladišti i ne gubi se disipacijom topline. Osim toga, ATP se može dovesti na mjesto na kojem je potrebna energija na kratkim udaljenostima.
Energetski pozitivna glikoliza također daje stanici piruvat. Može se uvesti u ciklus limunske kiseline i daljnji respiratorni lanac „konzumiranjem“ kisika u oksi uvjetima u mitohondrijama stanica za daljnju proizvodnju energije, ili se može koristiti kao polazni materijal za sintezu potrebnih tvari.
Glavni proizvodi raspada u ciklusu limunske kiseline su CO2 (ugljični dioksid) i H2O (voda). Energija oslobođena tijekom procesa oksidacije koristi se u respiratornom lancu za fosforilaciju ADP-a u ATP i stoga se pohranjuje za kratko vrijeme.
Potpuno razgrađivanje glukoze na vodu i ugljični dioksid uz dodavanje kisika energetski je produktivnije, ali ima nedostatak što se može odvijati samo u oksi uvjetima, tj. Pod uvjetima pod kojima je molekulski kisik dostupan u dovoljnim količinama. Kada su potrebni visoki učinci skeletnih mišića, opskrba kisika u mišićnim stanicama je prespora, tako da oni moraju izvući potrebnu energiju iz glikolize.
Još jedna prednost glikolize je njegova velika brzina procesa koja je mnogostruka brzina pretvorbe unutar ciklusa limunske kiseline.
Bolesti i bolesti
Glikoliza utjelovljuje jedan od najstarijih i najstabilnijih metaboličkih procesa živih organizama u evolucijskom pogledu. Glikoliza je vjerojatno nastala kao jedan od osnovnih metaboličkih procesa prije 3,5 milijardi godina, mnogo prije razvoja višećelijskih organizama, jer su svi organizmi sposobni glikolize i koriste ga za proizvodnju energije.
Poznato je samo nekoliko poremećaja ili bolesti koji su izričito povezani s poremećajem glikolize. Poremećaji u procesu glikolize dovode prvenstveno do ozbiljnih učinaka na crvena krvna zrnca (eritrocite).
Budući da ne sadrže mitohondrije, oslanjaju se na opskrbu energijom glikolizom. Ako je opskrba energijom poremećena, dolazi do hemolize, tj. Membrane eritrocita se rastvaraju, a hemoglobin prelazi izravno u serum. Obično postoji nedostatak enzima piruvat kinaza, tako da je proces glikolize prekinut.
Drugi uzrok koji dovodi do sličnih simptoma može se naći u samim eritrocitima ako nemaju potreban enzim KKR (izoenzim piruvat kinaze).
Taruijeva bolest (Taruijeva bolest) jedna je od rijetkih bolesti koja izravno narušava proces glikolize. To je bolest skladištenja glikogena. Višak glukoze u krvnom serumu tijelo privremeno pretvara u polimerni šećer (glikogen), koji se kasnije po potrebi pretvara u glukozu, da bi se metabolizirao glikolizom.
U slučaju Taruijeve bolesti, nasljedna genetska oštećenja dovode do nedostatka foshofruktokinaze, enzima koji uzrokuje fosforilaciju i pretvaranje glukoze u fruktozu-1,6-bifosfat (3. korak u glikolizi). Manjak enzima uzrokuje prekid glikolize tako da skeletni mišići nisu pravilno opskrbljeni energijom.Razvijaju se bolni mišićni grčevi i hemolitička anemija, razbijanje membrane crvenih krvnih stanica.
