Què estudia la bioquímica? La glucòlisi és un procés enzimàtic greu de degradació de la glucosa que es produeix en teixits animals i humans sense l'ús d'oxigen. És ell qui és considerat pels bioquímics com una manera d'obtenir àcid làctic i molècules d'ATP.
Definició
Què és la glucòlisi aeròbica? La bioquímica considera aquest procés com l'únic procés característic dels organismes vius que subministra energia.
És amb l'ajuda d'aquest procés que l'organisme dels animals i els humans és capaç de realitzar determinades funcions fisiològiques durant un període de temps determinat en condicions d'oxigen insuficient.
Si el procés de degradació de la glucosa es realitza amb la participació d'oxigen, es produeix la glucòlisi aeròbica.
Quina és la seva bioquímica? La glucòlisi es considera el primer pas en el procés d'oxidació de la glucosa a aigua i diòxid de carboni.
Pàgines d'història
El terme "glucòlisi" va ser utilitzat per Lépin a finals del segle XIX per al procés de reducció de la glucosa en sang que s'eliminava del sistema circulatori. Alguns microorganismes tenen processos de fermentació semblants a la glucòlisi. Per talLa transformació utilitza onze enzims, la majoria dels quals estan aïllats en forma homogènia, altament purificada o cristal·lina, les seves propietats estan ben estudiades. Aquest procés té lloc al hialoplasma de la cèl·lula.
Especificitats del procés
Com es fa la glucòlisi? La bioquímica és una ciència en la qual aquest procés es considera una reacció en diverses etapes.
La primera reacció enzimàtica de la glucòlisi, la fosforilació, s'associa amb la transferència d'ortofosfat a glucosa per molècules d'ATP. L'enzim hexocinasa actua com a catalitzador en aquest procés.
La producció de glucosa-6-fosfat en aquest procés s'explica per l'alliberament d'una quantitat important d'energia del sistema, és a dir, es produeix un procés químic irreversible.
Un enzim com l'hexocinasa actua com a catalitzador del procés de fosforilació no només de la D-glucosa, sinó també de la D-manosa i la D-fructosa. A més de l'hexocinasa, hi ha un altre enzim al fetge: la glucocinasa, que catalitza el procés de fosforilació d'una D-glucosa.
Segona etapa
Com explica la bioquímica moderna la segona etapa d'aquest procés? La glicòlisi en aquesta etapa és la transició de la glucosa-6-fosfat sota la influència de l'hexosa fosfat isomerasa a una nova substància: fructosa-6-fosfat.
El procés continua en dues direccions mútuament oposades, no requereix cofactors.
Tercera etapa
S'associa amb la fosforilació de la fructosa-6-fosfat resultant amb l'ajuda de molècules d'ATP. L'accelerador d'aquest procés és l'enzim fosfofructocinasa. Reaccióes considera irreversible, es produeix en presència de cations de magnesi, es considera una etapa lent d'aquesta interacció. És ella qui és la base per determinar la velocitat de la glucòlisi.
La fosfofructocinasa és un dels representants dels enzims al·lostèrics. Està inhibit per molècules d'ATP, estimulat per AMP i ADP. En el cas de la diabetis, durant el dejuni, així com en moltes altres condicions en què es consumeixen greixos en grans quantitats, el contingut de citrats a les cèl·lules dels teixits augmenta diverses vegades. En aquestes condicions, hi ha una inhibició significativa de l'activitat total de la fosfofructocinasa pel citrat.
Si la proporció d'ATP a ADP arriba a valors significatius, la fosfofructocinasa s'inhibeix, la qual cosa ajuda a frenar la glucòlisi.
Com es pot augmentar la glucòlisi? La bioquímica proposa reduir el factor d'intensitat per a això. Per exemple, en un múscul que no funciona, l'activitat de la fosfofructocinasa és baixa, però la concentració d'ATP augmenta.
Quan el múscul està treballant, hi ha un ús important d'ATP, que provoca un augment del nivell de l'enzim, provocant una acceleració del procés de glucòlisi.
Quarta etapa
L'enzim aldolasa és el catalitzador d'aquesta part de la glucòlisi. Gràcies a ell es produeix la divisió reversible de la substància en dues fosfotrioses. Segons el valor de la temperatura, l'equilibri s'estableix a diferents nivells.
Com explica la bioquímica el que està passant? La glicòlisi amb l'augment de la temperatura procedeix en la direcció d'una reacció directa, el producteque és gliceraldehid-3-fosfat i dihidroxiacetona fosfat.
Altres etapes
La cinquena etapa és el procés d'isomerització dels fosfats de triosa. El catalitzador del procés és l'enzim triosa fosfat isomerasa.
La sisena reacció en forma resumida descriu la producció d'àcid 1,3-difosforglicèric en presència de fosfat NAD com a acceptor d'hidrogen. És aquest agent inorgànic que elimina l'hidrogen del gliceraldehid. L'enllaç resultant és fràgil, però és ric en energia i, quan es trenca, s'obté àcid 1,3-difosfoglicèric.
El setè pas, catalitzat per la fosfoglicerat quinasa, implica la transferència d'energia del residu de fosfat a l'ADP per formar àcid 3-fosfoglicèric i ATP.
En la vuitena reacció, es produeix una transferència intramolecular del grup fosfat, mentre que s'observa la transformació de l'àcid 3-fosfoglicèric en 2-fosfoglicerat. El procés és reversible, per tant s'utilitzen cations de magnesi per a la seva implementació.
L'àcid
2,3-difosfoglicèric actua com a cofactor de l'enzim en aquesta etapa.
La novena reacció implica la transició de l'àcid 2-fosfoglicèric a fosfoenolpiruvat. L'enzim enolasa, que s'activa pels cations de magnesi, actua com a accelerador d'aquest procés i el fluorur actua com a inhibidor en aquest cas.
La desena reacció es produeix amb la ruptura de l'enllaç i la transferència de l'energia del residu de fosfat a l'ADP des de l'àcid fosfoenolpirúvic.
L'onzena etapa s'associa a la reducció de l'àcid pirúvic, obtenint àcid làctic. Aquesta conversió requereix la participació de l'enzim lactat deshidrogenasa.
Com es pot escriure la glucòlisi d'una manera general? Les reaccions, la bioquímica de les quals s'ha comentat anteriorment, es redueixen a l'oxidorreducció glicolítica, acompanyada de la formació de molècules d'ATP.
Valor del procés
Vam observar com la bioquímica descriu la glucòlisi (reaccions). La importància biològica d'aquest procés és l'obtenció de compostos de fosfat amb una gran reserva energètica. Si es gasten dues molècules d'ATP a la primera etapa, l'etapa s'associa amb la formació de quatre molècules d'aquest compost.
Quina és la seva bioquímica? La glicòlisi i la gluconeogènesi són eficients energèticament: 2 molècules d'ATP representen 1 molècula de glucosa. El canvi d'energia durant la formació de dues molècules d'àcid a partir de glucosa és de 210 kJ/mol. 126 kJ surten en forma de calor, 84 kJ s'acumulen en els enllaços fosfat de l'ATP. L'enllaç terminal té un valor energètic de 42 kJ/mol. La bioquímica s'ocupa de càlculs similars. La glucòlisi aeròbica i anaeròbica tenen una eficiència de 0,4.
Dats interessants
Com a resultat de nombrosos experiments, es va poder establir els valors exactes de cada reacció de glucòlisi que es produeix en eritròcits humans intactes. Vuit reaccions de glucòlisi estan a prop de l'equilibri termodinàmic, tres processos estan associats a una disminució significativa de la quantitat d'energia lliure i es consideren irreversibles.
Què és la gluconeogènesi? La bioquímica del procés consisteix en la descomposició dels hidrats de carboni, que té lloc adiverses etapes. Cada pas està controlat per enzims. Per exemple, en teixits que es caracteritzen pel metabolisme aeròbic (teixits del cor, ronyons), està regulat pels isoenzims LDH1 i LDH2. S'inhibeixen per petites quantitats de piruvat, com a conseqüència de la qual cosa no es permet la síntesi d'àcid làctic i s'aconsegueix l'oxidació completa de l'acetil-CoA en el cicle de l'àcid tricarboxílic.
Què més caracteritza la glucòlisi anaeròbica? La bioquímica, per exemple, implica la inclusió d' altres hidrats de carboni en el procés.
Com a resultat d'estudis de laboratori, es va trobar que al voltant del 80% de la fructosa que entra al cos humà amb els aliments es metabolitza al fetge. Aquí, té lloc el procés de la seva fosforilació a fructosa-6-fosfat, l'enzim hexocinasa actua com a catalitzador d'aquest procés.
Aquest procés està inhibit per la glucosa. El compost resultant es converteix en glucosa a través de diverses etapes, acompanyades de l'eliminació de l'àcid fosfòric. A més, són possibles les seves transformacions posteriors en altres compostos orgànics que contenen fòsfor.
Sota la influència de l'ATP i la fosfofructocinasa, la fructosa-6-fosfat es convertirà en fructosa-1,6-difosfat.
A continuació, aquesta substància es metabolitza a través de les etapes característiques de la glucòlisi. Els músculs i el fetge tenen cetohexoquinasa, que pot accelerar el procés de fosforilació de la fructosa en el seu compost que conté fòsfor. El procés no està bloquejat per la glucosa i la fructosa-1-fosfat resultant es descompon sota la influència de la cetosa-1-fosfat aldolasa en gliceraldehid i dihidroxiacetona fosfat. D-gliceraldehid sotasota la influència de la triozocinasa, entra en la fosforilació, finalment s'alliberen molècules d'ATP i s'obté fosfat de dihidroxiacetona.
Anomalies congènites
Els bioquímics han pogut identificar algunes anomalies congènites associades al metabolisme de la fructosa. Aquest fenomen (fructosúria essencial) s'associa a una deficiència biològica en el contingut de l'enzim cetohexocinasa al cos, per tant, tots els processos de descomposició d'aquest carbohidrat són inhibits per la glucosa. La conseqüència d'aquesta violació és l'acumulació de fructosa a la sang. Per a la fructosa, el llindar renal és baix, de manera que es pot detectar fructosúria a concentracions d'hidrats de carboni al voltant de 0,73 mmol/L.
Participació en la biosíntesi de galactosa
La galactosa entra al cos amb els aliments, que es descomponen al tracte digestiu en glucosa i galactosa. En primer lloc, aquest hidrat de carboni es converteix en galactosa-1-fosfat, el procés és catalitzat per la galactocinasa. A continuació, el compost que conté fòsfor es converteix en glucosa-1-fosfat. En aquesta etapa, també es formen uridina difosfogalactosa i UDP-glucosa. Les etapes posteriors del procés segueixen un esquema semblant a la descomposició de la glucosa.
A més d'aquesta via del metabolisme de la galactosa, també és possible un segon esquema. En primer lloc, també es forma galactosa-1-fosfat, però els passos posteriors s'associen amb la formació de molècules UTP i glucosa-1-fosfat.
Entre les nombroses condicions patològiques associades al metabolisme dels carbohidrats, la galactosèmia ocupa un lloc especial. Aquest fenomen s'associa a una mal altia hereditària recessiva, amben què el nivell de sucre en sang augmenta a causa de la galactosa i arriba als 16,6 mmol/l. Al mateix temps, pràcticament no hi ha cap canvi en el contingut de glucosa a la sang. A més de la galactosa, en aquests casos, la galactosa-1-fosfat també s'acumula a la sang. Els nens diagnosticats de galactosèmia tenen retard mental i també tenen cataractes.
A mesura que disminueix el creixement dels trastorns del metabolisme dels carbohidrats, el motiu és la descomposició de la galactosa al llarg del segon camí. Gràcies al fet que els bioquímics van aconseguir esbrinar l'essència del procés en curs, va ser possible fer front als problemes relacionats amb la descomposició incompleta de la glucosa al cos.
