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什么是糖酵解?»其定义和含义

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Anonim

糖酵解是身体自动执行的整个过程。众所周知,人需要大量能量才能进行所有日常活动,为此,他必须保持以蔬菜,蛋白质,水果为基础的良好饮食,最重要的是要结合最重要的能源之一例如葡萄糖。葡萄糖通过食物进入人体,并以不同的化学形式进入人体,这种化学形式后来会变成其他形式,这是通过不同的代谢过程发生的。

什么是糖酵解

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糖酵解代表了人体开始分解葡萄糖分子以获得可为人体提供能量的物质的方式。这是负责氧化葡萄糖以获取细胞能量的代谢途径。它代表了捕获这种能量的最直接方法,此外,它也是碳水化合物代谢中通常选择的途径之一。

它的功能之一是生成高能分子NADH和ATP,作为发酵和有氧呼吸过程中细胞能量起源的原因。

糖酵解所执行的另一功能是丙酮酸(细胞代谢中的基本分子)的产生,而丙酮酸作为有氧呼吸的一个元素进入细胞呼吸的循环。此外,它会生成3和6个中间体,通常在不同的细胞过程中使用。

糖酵解由两个阶段组成,每个阶段由5个反应组成。第1阶段包括前五个反应,然后将原始葡萄糖分子转化为两个3-磷酸甘油醛分子。

该阶段通常称为制备阶段,也就是说,这里是将葡萄糖分为两个碳原子数为3的分子。掺入两个磷酸(两个分子的甘油醛3磷酸酯)。糖酵解也有可能发生在植物中,通常这种信息倾向于在糖酵解pdf中进行解释。

发现糖酵解

1860年,路易斯·巴斯德(Louis Pasteur)进行了与糖酵解酶有关第一项研究,路易斯·巴斯德(Louis Pasteur)发现发酵是由于多种微生物的干预而发生的,多年后的1897年,爱德华·布赫纳(Eduard Buchner)发现了一种提取物。可能引起发酵的细胞。

1905年对该理论做出了另一贡献,因为亚瑟·哈登Arthur Harden)和威廉·杨(William Young)确定分子质量的细胞部分是发酵发生所必需的,但是这些质量必须很高且对热敏感,也就是说,它们必须是酶。

他们还声称需要低分子量和耐热性的细胞质部分,即ATP,ADP和NAD +型的辅酶。在1940年,Otto Meyerhof和Luis Leloir的介入证实了更多细节,几年后他加入了他。他们在确定发酵途径时遇到了一些困难,包括寿命短和糖酵解反应中的中间体浓度低,而最终总是很快。

此外,糖酵解酶显示在真核和原核细胞的胞质溶胶中,但是在植物细胞中,糖酵解反应是在卡尔文循环中发生的,其发生在叶绿体中。系统发育上的古老生物包括在该途径的保护中,对他们而言,它被认为是最古老的代谢途径之一。糖酵解概述结束后,您可以广泛讨论其周期或阶段。

糖酵解周期

如前所述,糖酵解中有一系列最重要的阶段或循环,它们是能量消耗阶段和能量受益阶段,可以解释为糖酵解方案或只需列出每个糖酵解反应即可。这些又分为4部分或基本元素,下面将详细说明。

能源消耗阶段

这个阶段负责将葡萄糖分子转化为两个甘油醛分子,但是,要做到这一点,需要五个步骤,即己糖激酶,葡萄糖-6-P异构酶,果糖磷酸激酶,醛缩酶和三糖。磷酸异构酶,将在下面进行详细介绍:

  • 己糖激酶:为了增加葡萄糖的能量,必须发生糖酵解反应,这就是葡萄糖的磷酸化。现在,为了进行这种活化,需要由己糖激酶进行催化的反应,即磷酸酯基团从ATP转移,该磷酸酯基团可以从磷酸酯基团添加到一系列类似于葡萄糖,包括甘露糖和果糖。该反应一旦发生,便可以用于其他过程,但仅在必要时使用。
  • 葡萄糖的磷酸化有两个优点,一是基于使葡萄糖成为反应性代谢剂,二是实现了磷酸6葡萄糖不能穿过细胞膜,这与葡萄糖有很大的不同。 ,因为它具有由磷酸基团提供给分子的负电荷,所以以这种方式使其交联更加复杂。所有这些都可以防止电池的能量底物丢失。

  • 葡萄糖6-P异构酶:这是非常重要的一步,因为在这里定义了影响糖酵解关键相的分子几何形状,第一个是将磷酸基团添加到反应产物中的分子,第二个是将要生成两个甘油醛分子时,它们最终将成为丙酮酸的前体。在该反应中,磷酸6-葡萄糖被异构化为磷酸6-果糖,这是通过葡萄糖6-磷酸异构酶进行的。
  • 磷酸果糖激酶:在糖酵解过程中,果糖6磷酸的磷酸化是在碳1上进行的,此外,ATP的消耗是通过磷酸果糖激酶1(通常称为PFK1)进行的。

    由于上述所有原因,磷酸盐具有低的水解能和不可逆的过程,最终获得称为果糖1,6-二磷酸的产物。不可逆的质量是必不可少的,因为它将变成糖酵解控制点,这就是为什么将其放置在糖酵解控制点而不是放置在第一反应中的原因,因为除葡萄糖外,还有其他底物设法进入糖酵解。

  • 此外,果糖的变构中心对诸如脂肪酸和柠檬酸盐的中间体的浓度敏感。在该反应中,释放出磷酸果糖激酶2酶,其负责在碳2处磷酸化并对其进行调节。

  • 醛缩酶:这种酶设法将果糖1,6双磷酸酯分解为两个称为三糖的3碳分子,这些分子称为磷酸二羟基丙酮和甘油三磷酸酯。顺便说一下,由于醛醇缩合是可逆的,因此得以中断。

    该反应的主要特征是自由能在20至25 Kj / mol之间,在正常条件下不会发生,甚至不会自发地发生,但在细胞内条件下,自由能很小,这是由于存在一个低浓度的底物,正是这一点使反应可逆。

  • 磷酸丙糖异构酶:在这种糖酵解过程中,存在一个标准且正的自由能,这产生了一个不受欢迎的过程,但产生了一个负的自由能,这使得G3P朝着有利的方向形成。另外,必须考虑到,可以遵循糖酵解的其余步骤的唯一一个是磷酸甘油醛3,因此由磷酸二羟基丙酮反应生成的另一分子被转化为磷酸甘油醛3。
  • 在此步骤中,第一步和第三步仅消耗ATP,此外,在第四步中应记住,会生成一个3磷酸甘油醛分子,但在此反应中会生成一个第二分子。据此,应当理解,所有随后的反应从那里开始发生两次,这是由于从同一相产生了2个甘油醛分子。

能源效益阶段

在第一阶段消耗ATP能量的同时,在此阶段,甘油醛成为能量更高的分子,因此最终获得了最终的收益:4个ATP分子。本节介绍了每种糖酵解反应:

  • 甘油醛3磷酸脱氢酶:在该反应中,使用NAD +氧化甘油3磷酸酯,然后才能将磷酸根离子添加到分子中,该过程由甘油3磷酸磷酸脱氢酶酶分5步进行。 ,增加化合物的总能量。
  • 磷酸甘油酸激酶:在该反应中,磷酸甘油酸激酶设法将1,3双磷酸甘油酸的磷酸基团转移至ADP分子,从而在能量收益途径中产生了第一个ATP分子。由于葡萄糖被转化为两个甘油醛分子,因此该阶段回收了2个ATP。
  • 磷酸甘油酸变位酶:此反应中发生的是磷酸C3到C2位置的变化,两者非常相似且可逆,自由能的变化接近于零。在此,从先前反应获得的3-磷酸甘油酸酯被转化为2-磷酸甘油酸酯,但是,催化该反应的酶是磷酸甘油酸酯变位酶。
  • 烯醇化酶:该酶在2磷酸甘油酸酯中形成双键,这导致由C2的氢和C3的羟基形成的水分子被消除,从而生成磷酸烯醇丙酮酸。
  • 丙酮酸激酶:发生磷酸烯醇丙酮酸的去磷酸化,然后得到丙酮酸酶和ATP酶,这是丙酮酸激酶发生的不可逆反应(顺便说一句,该酶依赖于钾和镁。

糖酵解产品

由于反应中中间体的代谢方向取决于细胞的需要,因此可以将每种中间体视为反应的产物,然后,每种产物(按照前面解释的反应顺序)如下:

  • 磷酸6葡萄糖
  • 果糖6磷酸酯
  • 1,6二磷酸果糖
  • 磷酸二羟基丙酮
  • 磷酸甘油醛3
  • 1,3双磷酸甘油酸酯
  • 3磷酸甘油酸酯
  • 2磷酸甘油酸酯
  • 磷酸烯醇丙酮酸盐
  • 丙酮酸

糖异生

这是一种合成代谢途径,其中糖原的合成通过一个简单的前体发生,这就是葡萄糖6磷酸。糖原发生在肝脏和肌肉中,但在后者中的发生程度较小。它可以通过胰岛素激活,以响应高葡萄糖水平,高葡萄糖水平可以在进食含碳水化合物的食物后发生。

糖异生是通过将重复葡萄糖单元,其进来创建的UDP-葡萄糖到分离器糖原形式先前存在并且是基于糖原生成的蛋白质,它是由两条链autoglicosilan形成此外,它们还可以将其链连接到葡萄糖的八位体上。

有关糖酵解的常见问题

什么是糖酵解?

它是一种氧化途径,可氧化葡萄糖以获取来自细胞的能量。

糖酵解作用是什么?

通过产生NADH和ATP分子获得能量。

糖酵解的重要性是什么?

没有糖酵解,能量水平将非常低,因此其重要性在于从细胞获得能量。

糖酵解在哪里发生?

这发生在原核细胞的细胞膜的细胞质和真核细胞的线粒体中。

何时发生糖酵解?

在无氧呼吸过程中,即为无氧糖酵解。