Glikolisis (dari bahasa Yunani. Glycys - manis dan lisis - disolusi, dekomposisi) adalah suatu rangkaian reaksi enzimatik yang mengarah pada konversi glukosa menjadi piruvat dengan pembentukan ATP secara simultan.
Dalam kondisi aerobik, piruvat menembus ke dalam mitokondria, di mana ia sepenuhnya dioksidasi menjadi CO.2 dan H.2A. Jika kandungan oksigen tidak cukup, seperti yang mungkin terjadi pada otot yang berkontraksi aktif, piruvat diubah menjadi laktat.
Jadi, glikolisis bukan hanya cara utama pemanfaatan glukosa dalam sel, tetapi juga cara yang unik, karena bisa menggunakan oksigen jika
yang terakhir tersedia (kondisi aerob), tetapi juga dapat terjadi tanpa adanya oksigen (kondisi anaerob).
Glikolisis anaerob adalah proses enzimatik yang kompleks untuk pemecahan glukosa yang terjadi pada jaringan manusia dan hewan tanpa konsumsi oksigen. Produk akhir glikolisis adalah asam laktat. ATP terbentuk selama glikolisis. Persamaan glikolisis total dapat direpresentasikan sebagai berikut:
Dalam kondisi anaerob, glikolisis adalah satu-satunya proses penyediaan energi dalam tubuh hewan. Berkat glikolisis bahwa tubuh manusia dan hewan dapat melakukan periode tertentu dari sejumlah fungsi fisiologis dalam kondisi kekurangan oksigen. Dalam kasus-kasus di mana glikolisis terjadi di hadapan oksigen, mereka berbicara tentang glikolisis aerob.
Urutan reaksi glikolisis anaerob, serta zat antaranya, telah dipelajari dengan baik. Proses glikolisis dikatalisis oleh sebelas enzim, yang sebagian besar diisolasi dalam bentuk homogen, klastik atau sangat murni dan sifat-sifatnya cukup dikenal. Perhatikan bahwa glikolisis terjadi dalam hyalo-plasma (cytosol) sel.
Reaksi glikolisis enzimatik pertama adalah fosforilasi, yaitu transfer residu ortofosfat menjadi glukosa oleh ATP. Reaksi dikatalisis oleh enzim hexokinase:
Pembentukan glukosa-6-fosfat dalam reaksi heksokinase disertai dengan pelepasan sejumlah besar energi bebas dari sistem dan dapat dianggap sebagai proses praktis yang tidak dapat dibalikkan.
Sifat paling penting dari heksokinase adalah penghambatannya oleh glukosa-6-fosfat, yaitu. yang terakhir berfungsi baik sebagai produk reaksi dan sebagai inhibitor alosterik.
Enzim heksokinase mampu mengkatalisasi fosforilasi tidak hanya glukosa-D, tetapi juga heksosa lain, khususnya fruktosa-D, manekosa-D, dan sebagainya. Di hati, selain hexokinase, ada enzim glukokinase, yang mengkatalisis fosforilasi hanya D-glukosa. Enzim ini tidak ada dalam jaringan otot (untuk perinciannya, lihat Bab 16).
Reaksi kedua glikolisis adalah konversi glukosa-6-fosfat oleh aksi enzim glukosa-6-fosfat isomerase menjadi fruktosa-6-fosfat:
Reaksi ini berlangsung dengan mudah di kedua arah, dan tidak memerlukan kofaktor.
Reaksi ketiga dikatalisis oleh enzim fosfofruktokinase; fruktosa-6-fosfat yang dihasilkan sekali lagi terfosforilasi oleh molekul ATP kedua:
Reaksi ini praktis ireversibel, analog dengan heksokinase, berlangsung di hadapan ion magnesium dan merupakan reaksi glikolisis yang paling lambat berlangsung. Faktanya, reaksi ini menentukan laju glikolisis secara keseluruhan.
Phosphofructokinase adalah salah satu enzim alosterik. Ini dihambat oleh ATP dan distimulasi oleh AMP. Pada nilai signifikan dari rasio ATP / AMP, aktivitas fosfofruktokinase terhambat dan glikolisis melambat. Sebaliknya, dengan penurunan rasio ini, intensitas glikolisis meningkat. Jadi, pada otot yang tidak bekerja, aktivitas fosfofruktokinase rendah, dan konsentrasi ATP relatif tinggi. Selama kerja otot, ada konsumsi ATP yang intens dan aktivitas fosfofruktokinase meningkat, yang mengarah pada peningkatan proses glikolisis.
Reaksi glikolisis keempat dikatalisis oleh enzim aldolase. Di bawah pengaruh enzim fruktosa-1,6-bifosfat ini dibagi menjadi dua fosfotriosis:
Reaksi ini dapat dibalik. Bergantung pada suhu, keseimbangan terbentuk pada tingkat yang berbeda. Dengan peningkatan suhu, reaksi bergeser ke arah pembentukan triose fosfat yang lebih besar (dihydro-xiacetone phosphate dan glyceraldehyde-3-phosphate).
Reaksi kelima adalah reaksi isomerisasi fosfat triosa. Itu dikatalisis oleh enzim triosephosphate isomerase:
Kesetimbangan reaksi isomerase ini bergeser ke arah dihidroksiasetonfat: 95% dihidroksiasetonfosfat dan sekitar 5% gliseraldehida-3-fosfat. Dalam reaksi glikolisis berikutnya, hanya satu dari dua triosfosfat yang terbentuk yang dapat dimasukkan secara langsung, yaitu gliseraldehida-3-fosfat. Akibatnya, karena bentuk aldehida dari fosfo-triosa selanjutnya dikonversi, di-hidroksi aseton fosfat diubah menjadi gliseraldehida-3-fosfat.
Pembentukan gliseraldehida-3-fosfat seperti itu menyelesaikan tahap pertama glikolisis. Tahap kedua adalah yang paling sulit dan penting. Ini melibatkan reaksi redoks (reaksi oksidasi glikolitik), ditambah dengan fosforilasi substrat, di mana ATP terbentuk.
Sebagai hasil dari reaksi keenam gliseraldehida-3-fosfat dengan adanya enzim gliseraldehida fosfat dehidrogenase, koenzim NAD dan fosfat anorganik mengalami semacam oksidasi dengan pembentukan asam 1,3-bisfosfogliserat dan bentuk tereduksi NAD (NADH). Reaksi ini diblokir oleh yodium atau bromoasetat, berlangsung dalam beberapa tahap:
1,3-Bisphosphoglycerate adalah senyawa berenergi tinggi (ikatan energi tinggi secara konvensional diberi label "tilde"
). Mekanisme kerja gliseraldehida fosfat dehidrogenase adalah sebagai berikut: dengan adanya fosfat anorganik, NAD + bertindak sebagai akseptor hidrogen, yang dipisahkan dari gliseraldehida-3-fosfat. Dalam proses pembentukan NADH, gliseraldehida-3-fosfat berikatan dengan molekul enzim dengan mengorbankan kelompok-SH dari yang terakhir. Ikatan yang dihasilkan kaya akan energi, tetapi rapuh dan terbelah di bawah pengaruh fosfat anorganik, sehingga membentuk asam 1,3-bisphosphoglyceric.
Reaksi ketujuh dikatalisis oleh kinase fosfogliserat, sedangkan residu fosfat yang kaya energi (gugus fosfat di posisi 1) ditransfer ke ADP dengan pembentukan ATP dan asam 3-fosfogliserol (3-fosogliserat):
Dengan demikian, karena aksi dua enzim (gliseraldehifosfat dehidrogenase dan fosfogliserat kinase), energi yang dilepaskan selama oksidasi gugus aldehida dari gliseraldehida-3-fosfat menjadi gugus karboksil disimpan dalam bentuk energi ATP. Berbeda dengan fosforilasi oksidatif, pembentukan ATP dari senyawa berenergi tinggi disebut fosforilasi substrat.
Reaksi kedelapan disertai dengan transfer intramolekul dari gugus fosfat yang tersisa, dan asam 3-fosfogliserat dikonversi menjadi asam 2-fosfogliserat (2-fosfogliserat).
Reaksi ini mudah reversibel, berlangsung di hadapan ion Mg2 +. Kofaktor enzim juga asam 2,3-bifosfogliserat dengan cara yang sama seperti dalam reaksi fosfoglukomutase, glukosa-1,6-bifosfat berperan sebagai kofaktor:
Reaksi kesembilan dikatalisis oleh enzim enolase, dengan asam 2-phosphoglyceric sebagai hasil pemisahan molekul air menjadi asam phosphoenolpyruvic (phosphoenolpyruvate), dan ikatan fosfat pada posisi 2 menjadi berenergi tinggi:
Enolase diaktifkan oleh kation divalen Mg 2+ atau Mn 2+ dan dihambat oleh fluoride.
Reaksi kesepuluh ditandai dengan putusnya ikatan energi tinggi dan transfer residu fosfat dari fosfoenolpiruvat ke ADP (fosforilasi substrat). Dikatalisis oleh enzim piruvat kinase:
Tindakan piruvat kinase membutuhkan ion Mg 2+, serta kation logam alkali monovalen (K + atau lainnya). Di dalam sel, reaksinya praktis tidak dapat diubah.
Sebagai hasil dari reaksi kesebelas, asam piruvat berkurang dan asam laktat terbentuk. Reaksi berlangsung dengan partisipasi enzim laktat dehidrogenase dan koenzim NADH, yang terbentuk dalam reaksi keenam:
Urutan reaksi yang berlangsung pada glikolisis disajikan dalam gambar. 10.3.
Fig. 10.3. Urutan reaksi glikolisis.
1 - hexokinase; 2 - kali phosphoglucoisome; 3 - fosfofruktokinase; 4 - aldo-lase; 5 - triose phosphate isomerase; 6 - gliseraldehida fosfat dehidrogenase; 7-phosphoglycerate kinase; 8 - fosfogliseromutase; 9 - enolase; 10 - piruvat-Naza; 11 - dehydrogenase laktat.
Reaksi reduksi piruvat melengkapi siklus glikolisis redoks internal. NAD + memainkan peran pembawa hidrogen antara dari gliseraldehida-3-fosfat (reaksi ke-6) menjadi asam piruvat (reaksi ke-11), sementara itu meregenerasi dirinya sendiri dan dapat kembali berpartisipasi dalam proses siklik yang disebut oksidasi glikolitik.
Signifikansi biologis dari proses glikolisis terutama dalam pembentukan senyawa fosfor yang kaya energi. Pada tahap awal glikolisis, 2 molekul ATP (reaksi hexokinase dan phospho-fructin-kinase) dikeluarkan. Pada 4 molekul ATP berikutnya (reaksi kinase fosfogliserat dan piruvat) terbentuk. Dengan demikian, efisiensi energi glikolisis dalam kondisi anaerob adalah 2 molekul ATP per molekul glukosa.
Sebagaimana dicatat, reaksi utama yang membatasi laju glikolisis adalah fosfofruktokinase. Reaksi kedua, laju-membatasi dan mengatur glikolisis adalah reaksi heksokinase. Selain itu, glikolisis juga dikendalikan oleh LDH dan isoenzimnya.
Pada jaringan dengan metabolisme aerob (jaringan jantung, ginjal, dll.), Isoenzim LDH mendominasi.1 dan LDH2 (lihat bab 4). Isoenzim ini dihambat bahkan oleh konsentrasi kecil piruvat, yang mencegah pembentukan asam laktat dan berkontribusi terhadap oksidasi piruvat yang lebih lengkap (lebih tepatnya, asetil KoA) dalam siklus asam trikarboksilat.
Dalam jaringan manusia, yang sebagian besar menggunakan energi glikolisis (misalnya, otot rangka), isoenzim utama adalah LDH5 dan LDH4. Aktivitas LDH5 maksimum pada konsentrasi piruvat yang menghambat LDH1. Dominasi isoenzim LDH4 dan LDH5 menyebabkan glikolisis anaerob yang intens dengan konversi piruvat menjadi asam laktat yang cepat.
Seperti dicatat, proses pemecahan anaerobik glikogen disebut glikogenolisis. Keterlibatan unit D-glukosa glikogen dalam proses glikolisis terjadi dengan partisipasi 2 enzim - fosforilase a dan fosfon-gluko-mutase. Glukosa-6-fosfat yang terbentuk sebagai hasil dari reaksi phosphoglucomutase dapat dimasukkan dalam proses glikolisis. Setelah pembentukan glukosa-6-fosfat, jalur glikolisis dan glikogenolisis selanjutnya bertepatan:
Dalam proses glikogenolisis, bukan dua, tetapi tiga molekul ATP terakumulasi dalam bentuk senyawa berenergi tinggi (ATP tidak dihabiskan untuk pembentukan glukosa-6-fosfat). Tampaknya efisiensi energi glikolololisis tampaknya agak lebih tinggi daripada proses glikolisis, tetapi efisiensi ini diwujudkan hanya dengan adanya fosforilase aktif a. Harus diingat bahwa ATP dikonsumsi dalam proses aktivasi fosforolilase b (lihat Gambar 10.2).
Biologi
Glikolisis (Yunani. Glycos - manis, lisis - pemisahan) adalah tahap pertama dari respirasi sel, yang merupakan urutan reaksi selama satu molekul glukosa (C6H12O6) terbagi menjadi dua molekul asam piruvat (C3H4O3). Reaksi berlangsung dalam sitoplasma tanpa partisipasi oksigen, tetapi dengan partisipasi enzim. Dalam piruvat, atom karbon berada dalam bentuk yang lebih teroksidasi, karena empat atom hidrogen terpecah dan mengembalikan senyawa lain (NAD ke NAD · H2).
Reaksi glikolisis total
Hasil murni energi yang disimpan dalam ATP hanya dua molekul, yang menunjukkan rendahnya efisiensi tahap respirasi sel ini. Sebagian besar energi glukosa tetap dalam asam piruvat, dan disimpan dalam NAD · H2. Selama respirasi aerobik, energi ini kemudian digunakan untuk menghasilkan jumlah utama molekul ATP.
Karena glukosa kehilangan empat atom hidrogen selama glikolisis, ia teroksidasi. Akseptor hidrogen adalah molekul nikotinamid adenin dinukleotida (NAD +).
Glukosa tidak segera terurai menjadi piruvat, tetapi melalui serangkaian reaksi berurutan. Secara total, mereka dapat disajikan dalam tiga tahap:
Glukosa difosforilasi oleh gugus fosfat ATP dan diubah menjadi fruktosa-1,6-bifosfat. Ia menggunakan dua molekul ATP yang menjadi ADP.
Fruktosa-1,6-bifosfat dibagi menjadi dua gula tiga-karbon terfosforilasi.
Gula ini dikonversi menjadi asam piruvat. Dalam hal ini, empat molekul ATP disintesis, dan hidrogen ditambahkan ke dua molekul NAD.
Sekitar sembilan enzim yang membentuk konveyor terlibat dalam glikolisis. Seperti dapat dilihat dari skema, glikolisis berlangsung dalam sepuluh tahap.
Dengan oksidasi lebih lanjut dari asam piruvat dalam mitokondria, energi yang disimpan dalam NAD · H digunakan.2.
Dalam proses evolusi, glikolisis adalah cara pertama untuk mendapatkan ATP. Di zaman kita, itu adalah karakteristik dari prokariota dan eukariota sebagai salah satu tahap respirasi seluler.
Harus diingat bahwa dalam sel, glikolisis bukan satu-satunya cara untuk mengoksidasi glukosa.
6 alasan untuk tidak makan gula dan apa yang rusak dalam tubuh
Senang menyambut Anda, pelanggan setia saya! Saya sarankan Anda untuk membahas satu topik yang kompleks, tetapi sangat penting: apa yang dipecah gula dalam tubuh? Jujur saja: semua orang suka makan manis. Tetapi hanya sedikit orang yang membayangkan bahaya gula, dan bagaimana konsumsinya dapat berakhir bagi organisme.
Gula adalah racun putih. Apakah ini benar?
Pertama-tama, gula adalah salah satu makanan terlaris di dunia. Sulit untuk tidak setuju dengan ini. Akui saja, karena di dapur Anda masing-masing memiliki gula?
Hal ini diperlukan untuk persiapan kue kering, makanan penutup, selai, bumbu. Kami tidak menyangkal sesendok gula ditambahkan ke teh atau kopi. Untuk mengatakan bahwa produk ini benar-benar berbahaya bagi kesehatan, itu tidak mungkin. Produk ini diperlukan bagi tubuh untuk:
- meningkatkan aktivitas otak;
- mencegah pembekuan darah di pembuluh darah;
- merangsang fungsi hati dan limpa;
- normalisasi sirkulasi darah di otak dan sumsum tulang belakang;
- nafsu makan dan suasana hati meningkat.
Pria tanpa gula tentu saja tidak bisa sehat. Sebagai akibat dari kekurangan ingatan, manis, perhatian akan memburuk;
Tidak sia-sia bahwa anak sekolah dan siswa di pagi hari, sebelum belajar atau memeriksa, disarankan untuk minum secangkir teh manis atau makan cokelat. Darah kita sangat membutuhkan gula.
Tapi, selain khasiat yang bermanfaat, gula dapat membawa dan membahayakan tubuh:
- kenaikan berat badan;
- peningkatan kadar glukosa darah;
- memuat pada pankreas;
- masalah jantung;
- penyakit kulit;
- kerusakan gigi.
Tentu saja, kita tidak berbicara tentang gula murni, tetapi tentang produk dengan isinya. Pada siang hari kita bisa makan yoghurt, kue gandum atau apel yang tidak berbahaya.
Tahukah Anda bahwa menurut Organisasi Kesehatan Dunia, tingkat gula harian untuk wanita adalah 25 gram, dan untuk pria, 37?
Misalnya, apel sudah mengandung 10 gram gula. Dan jika Anda minum segelas soda manis - ini sudah melebihi kebutuhan harian Anda.
Jadi, kembali ke pertanyaan apakah gula itu racun, Anda bisa menjawab apa yang terjadi jika melebihi norma. Manis memang kita butuhkan, tetapi dalam jumlah yang wajar.
Apa yang terjadi dengan gula dalam tubuh?
Anda mungkin tidak melakukan tes darah untuk gula lebih dari satu kali, dan karena itu Anda tahu bahwa kadarnya harus stabil. Untuk memahami cara kerjanya, saya mengusulkan untuk mempertimbangkan apa itu gula secara umum dan apa yang terjadi ketika gula memasuki tubuh kita.
Gula industri, yang kami gunakan untuk keperluan kuliner, sebenarnya adalah sukrosa, karbohidrat yang terbuat dari bit atau tebu.
Sukrosa terdiri dari glukosa dan fruktosa. Sukrosa dipecah menjadi glukosa dan fruktosa tidak hanya di tubuh, tetapi sudah di mulut, segera setelah kita mengkonsumsi makanan. Pemisahan terjadi di bawah pengaruh enzim saliva.
Dan baru setelah itu semua zat diserap ke dalam darah. Glukosa menyediakan cadangan energi tubuh. Juga ketika dicerna sukrosa dalam tubuh mulai pembentukan hormon insulin.
Ini mempengaruhi, pada gilirannya, pembentukan glikogen dari glukosa yang tersisa, yang berfungsi sebagai sejumlah energi.
Dan sekarang, bayangkan seseorang makan banyak makanan manis. Bagian dari pembelahan glukosa yang dihasilkan memboroskan energi yang diperlukan.
Sisanya mulai dirawat dengan insulin. Tetapi karena ada banyak glukosa, insulin tidak punya waktu untuk bekerja dan meningkatkan intensitasnya.
Dan ini adalah beban besar pada pankreas. Seiring waktu, sel-sel kelenjar habis dan tidak bisa menghasilkan cukup insulin. Ini disebut diabetes.
Bahaya lain bagi pecinta manis terletak pada kenyataan bahwa di hati, kelebihan glukosa diubah menjadi asam lemak dan gliserin, yang disimpan dalam lemak. Dalam bahasa yang sederhana, seseorang mulai pulih, karena tubuhnya tidak punya waktu untuk mengeluarkan cadangan lemak dan hanya mengesampingkannya.
Bagaimana cara menggunakan gula untuk kesehatan?
Seperti yang telah saya katakan, tubuh membutuhkan sukrosa, tetapi perlu menggunakan produk ini dengan benar dan bijaksana. Bagaimanapun, cinta berlebihan untuk makanan penutup dan kue-kue dapat menyebabkan obesitas, diabetes, masalah dengan perut dan jantung.
Ini dan kelebihan berat badan, yang secara instan menambah usia seseorang, membuat penampilannya tidak sehat. Karena itu, penting untuk belajar mengendalikan tingkat makanan manis yang dimakan.
- membatasi, dan sebaiknya menghilangkan gula dalam bentuk murni dari diet;
- makan sukrosa dalam bentuk alami: buah-buahan, berry, madu, buah-buahan kering, kacang-kacangan, sayuran;
- saat memasak makanan penutup atau membuat kue, kurangi jumlah gula yang diberikan dalam resep beberapa kali, dan lebih baik gunakan madu, kelapa atau gula merah, sirup berdasarkan agave, maple, ekstrak stevia alami;
- makan manis di pagi hari;
- jika Anda minum teh dengan permen atau kue, minuman itu harus sedap.
Selain itu, Anda perlu bergerak lebih banyak dan minum lebih banyak air murni sehingga kelebihan karbohidrat dihilangkan dari tubuh. Jika Anda benar-benar ingin makan sepotong kue, makan aprikot atau kacang kering.
Dan agar tubuh tidak merasakan kekurangan glukosa dan fruktosa, minum spirulina dan chlorella. Kedua alga ini sangat menghilangkan keinginan untuk manisan. Apa itu, saya akan memberi tahu Anda di artikel berikut.
Perhatikan juga jenis produknya. Di dunia yang tidak digunakan sebagai bahan baku sukrosa! Dan bit, dan alang-alang, dan getah birch, dan bahkan getah maple!
Kami menggunakan gula rafinasi bit. Dalam artikel sebelumnya, saya sudah memberi tahu Anda betapa pemurnian itu berbahaya, mengapa lebih baik menolak produk semacam itu. Biarkan saya mengingatkan Anda secara singkat: pemurnian adalah proses pembersihan produk melalui paparan bahan kimia seperti bensin.
Gula mana yang lebih sehat: bit atau tebu? Jelas mustahil untuk mengatakan, itu semua tergantung pada kualitas produk. Reed yang kami miliki jauh lebih mahal, tetapi ini disebabkan fakta bahwa itu diimpor dari luar negeri.
Saya merekomendasikan membeli produk mentah (bahkan tebu, bit sekalipun). Itu bisa dikenali dari warnanya yang cokelat atau kuning. Kelihatannya tidak terlalu bagus, tetapi ada banyak properti bermanfaat dan mineral berharga di dalamnya!
Itu semua pelanggan sayangku! Saya akan senang jika artikel ini bermanfaat bagi Anda dan akan membantu setidaknya selangkah lebih dekat ke gaya hidup sehat. Baca dengan bermanfaat, beri tahu teman-teman Anda, tetapi saya tidak mengucapkan selamat tinggal kepada Anda dan segera saya akan memberi tahu Anda sesuatu yang menarik!
Gula. Pemisahan glukosa. Energi
L, K. STAROSELTSEVA, Doktor Ilmu Biologi
Begitu mereka tidak menyebut gula sekarang: musuh putih, racun manis, dan kalori kosong. Mengapa produk makanan ini begitu banyak tuduhan? Untuk menjawab pertanyaan ini, mari kita perhatikan apa itu gula dan jalur apa yang diperlukan ketika memasuki tubuh.
Gula diproduksi, seperti diketahui, dari bit atau tebu gula. Dalam proses pengolahan sukrosa terbentuk; Dengan komposisi kimia, itu diklasifikasikan sebagai disakarida karbohidrat yang terdiri dari glukosa dan fruktosa. Sukrosa tidak mengandung vitamin, atau garam mineral, atau zat aktif biologis lainnya yang ditemukan di hampir semua makanan lain yang berasal dari tumbuhan dan hewan.
Namun, ini tidak berarti bahwa gula tidak memiliki kelebihan. Glukosa diperlukan untuk nutrisi jaringan otak, hati, otot. Agar organ-organ ini dan organ-organ lain cukup dipasok dengan glukosa, kandungannya dalam darah harus konstan: 3,4-5,5 mmol / liter, atau 60-90% w.
Gula dipecah menjadi glukosa dan fruktosa sudah ada di mulut dengan aksi enzim air liur. Melalui uevxs.-: "sel mukosa hyulost" 1 mulut. dan kemudian usus kecil gg -: - :: - g: =.: - ■: diserap ke dalam darah. Akhirnya
: a_. ': its = •: ■:;>' naik, dan ini berfungsi sebagai sinyal
sekresi insulin - hormon
g, kelenjar akurat.
Insulin merangsang aktivitas enzim glukokinase, keberadaan
.-: -_ = Di dalam sel hati dan kondusif /
/ -Satuan dengan molekul fosfor glukosa. karena hanya dalam bentuk (terfosforilasi) inilah glukosa dapat dipecah di sini, di hati, hingga produk akhir metabolisme, sambil melepaskan energi. Ingat, omong-omong, dalam proses pertukaran 100 gram gula dalam tubuh, 374 kilokalori dilepaskan.
Tetapi tidak semua glukosa segera digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi. Di bawah pengaruh insulin, sebagian glukosa diubah menjadi glikogen, yang disimpan terutama di hati. Ini adalah cadangan yang digunakan oleh tubuh untuk mempertahankan konsentrasi glukosa yang konstan dalam darah, dan karenanya, untuk memasoknya dengan organ dan jaringan.
Mereka yang makan banyak permen, hiperglikemia terjadi, yaitu, glukosa darah tinggi, yang mensyaratkan peningkatan sekresi insulin untuk memanfaatkan glukosa ini. Akibatnya, sel beta penghasil insulin dari pulau pankreas Langerhans bekerja dengan kelebihan. Dan ketika mereka habis dan mulai memproduksi lebih sedikit insulin, proses transformasi dan pemecahan glukosa terganggu. Dan ini bisa mengarah pada perkembangan diabetes.
Bahaya lain yang sama seriusnya mengancam gigi manis. Dalam proses pemisahan dan konversi glukosa lebih lanjut dalam asam lemak hati dan gliserin terbentuk. Asam lemak (beberapa di antaranya dalam bentuk trigliserida, dan beberapa dalam bentuk bebas) disekresikan ke dalam darah dan diangkut ke depot jaringan adiposa, misalnya, dalam jaringan lemak subkutan, dan disimpan di sana. Dengan asupan gula yang berlebihan di dalam tubuh, kandungan lemak dalam darah (hiperlipidemia) dapat meningkat, dan lebih banyak tersimpan di depot lemak. Obesitas pasti berkembang. Karena baik hiperglikemia dan hiperlipidemia adalah kondisi yang biasanya saling terkait, diabetes dan obesitas sering berjalan seiring. Dan itu bukan kebetulan bahwa orang gemuk dengan diabetes jatuh sakit lebih sering daripada mereka dengan berat badan normal.
Konsumsi gula berlebihan melanggar metabolisme semua zat dalam tubuh, termasuk protein. Ketika hiperglikemia menekan sekresi hormon pankreas - glukogon, dan dalam kondisi kekurangannya, ada kegagalan dalam pemecahan protein menjadi asam amino. Pelanggaran metabolisme protein dan karbohidrat dalam kombinasi dengan gangguan fungsi peralatan insuler melemahkan pertahanan tubuh. Hal ini dikonfirmasi oleh pengamatan klinis yang mengindikasikan penurunan kekebalan pada pasien dengan diabetes mellitus.
Anda tidak boleh terlibat dengan manis juga karena di rongga mulut, gula menjadi lingkungan yang menguntungkan bagi aktivitas vital bakteri yang merusak enamel gigi dan menyebabkan kerusakan gigi.
Berapa banyak gula yang bisa Anda makan untuk menghindari kerusakan pada tubuh? Seperti yang direkomendasikan oleh spesialis dari Institut Nutrisi dari Akademi Ilmu Kedokteran Uni Soviet, tidak lebih dari 50-70 gram per hari, termasuk gula yang terkandung dalam permen, permen dan makanan manis. Untuk orang tua, angka ini dikurangi menjadi 30-50 gram. Dan mereka yang cenderung kelebihan berat badan tidak boleh makan gula sama sekali. Bagaimanapun, glukosa dalam tubuh terbentuk tidak hanya dari sukrosa, tetapi juga dari asam amino, pati, dan lemak. Jadi kekurangan gula dalam makanan dengan diet seimbang penuh tidak berbahaya, tetapi kelebihannya mengancam bencana.
Tindakan enzim pada pemecahan gula
Enzim yang bertanggung jawab atas pemecahan molekul gula dalam sistem pencernaan tubuh kita sangat luas. Setiap organ atau rongga saluran pencernaan memiliki enzim sendiri. Mengapa tidak ada yang universal? Dan apakah ada?
Alasan untuk keragaman enzim
Ada beberapa alasan untuk berbagai macam enzim yang memecah gula. Yang utama adalah sebagai berikut:
1. Berbagai macam gula di alam.
Memang, bahkan molekul terkecil - gula - dasar terdiri dari sejumlah besar atom. Itu hanya sedikit mengubah lokasi mereka, karena gula secara dramatis mengubah propertinya. Dan setiap tanaman memiliki jenis zat ini sendiri. Dan untuk setiap jenis tubuh perlu memiliki enzim sendiri.
2. Berbagai senyawa molekul kecil menjadi yang besar.
Bahkan molekul gula yang sama, yang secara berbeda menyatu dalam rantai, membentuk polisakarida yang berbeda. Sebagai contoh, pati dan glikogen adalah rantai besar molekul glukosa, tetapi mereka dipecah oleh aksi enzim dengan cara yang berbeda.
3. Perbedaan dalam bentuk gula yang melewati organ yang berbeda.
Jika gula memasuki rongga mulut dalam bentuk rantai yang sangat panjang dari pati atau glikogen yang sama, maka sudah ada di usus hanya molekul kecil yang membutuhkan pendekatan mereka sendiri. Dan sebagai akibat dari kebiasaan lama dalam mengkonsumsi makanan nabati dalam jumlah besar, tubuh kita telah belajar memproduksi berbagai enzim untuk memecah sebagian besar gula.
Jalur gula di dalam tubuh
Awalnya, begitu di dalam tubuh, gula mulai diproses oleh enzim saliva - saliva amylase yang masih ada di mulut. Di sini mereka adalah rantai panjang dan dicerna banyak molekul individu. Tindakan enzim dalam rongga mulut secara bertahap menghancurkan hubungan di antara mereka semua. Akibatnya, molekul besar secara bertahap terurai menjadi bagian-bagian penyusunnya.
Perut juga memiliki sendiri - lambung - amilase, dan ini menunjukkan bahwa proses pemisahan rantai gula berlanjut di sini. Satu-satunya polisakarida yang tidak dicerna sama sekali oleh tubuh kita dan tidak rentan terhadap aksi enzim adalah selulosa. Ini melewati saluran pencernaan manusia, memainkan peran penting dalam menjaga nada usus. Tetapi rayap di usus adalah bakteri yang memiliki enzim sendiri untuk mencerna selulosa. Tindakan enzim memungkinkan serangga ini memakan kayu tua dan berbagai residu tanaman.
Tetapi sudah ada di usus gula dalam bentuk terpisah, molekul kecil sukrosa, maltosa dan laktosa. Gula ini terdiri dari dua molekul elementer. Maltosa, misalnya - dari dua molekul glukosa, dan sukrosa - dari glukosa dan fruktosa. Dan pada molekul-molekul ganda dalam usus kecil ini, enzim-enzim khusus yang disebut dengan nama gula itu sendiri - maltase, lactase, sucrase - mulai berlaku.
Dan yang terkecil, molekul tunggal secara bebas diserap oleh usus, memasuki darah dan dibawa ke semua sel tubuh, di mana energi dihasilkan dari mereka untuk proses apa pun. Akibatnya, pada prinsipnya tubuh tidak dapat mengelola dengan beberapa jenis enzim pencernaan untuk semua gula, tetapi sejumlah besar dari mereka memungkinkannya untuk memproses sebagian besar makanan secara efisien.
31. Glikolisis
disebut urutan reaksi, sebagai akibatnya:
a) pati dan
glikogen dipecah menjadi glukosa;
b). glukosa
dipecah menjadi dua molekul asam piruvat (PVC);
dalam). glukosa
terbagi menjadi dua molekul asam laktat;
d). glukosa
terbagi menjadi karbon dioksida dan air.
32. Reaksi glikolisis
mengalir:
a) dalam matriks
mitokondria dalam kondisi aerobik;
b). pada crista mitochondria
dalam kondisi aerobik;
dalam). pada lisosom
dalam kondisi anaerob;
d). pada lisosom
dalam kondisi aerobik.
33. Hasil ATP bersih dalam
Reaksi glikolisis dalam pemisahan satu molekul glukosa adalah, di
molekul:
34.Ketika respirasi aerobik PVK
(produk pemecahan glukosa) dioksidasi menjadi:
a). Karbon dioksida dan air;
b).etil alkohol dan
karbon dioksida;
c).asam susu dan asam karbonat
gas;
g) asam susu dan
karbon dioksida atau ke etil alkohol dan karbon dioksida.
35.Ketika respirasi anaerob
PVK berubah menjadi:
a) karbon dioksida dan air;
b) etil alkohol dan
karbon dioksida;
c) asam susu dan
karbon dioksida;
d). asam laktat dan
karbon dioksida atau etil alkohol dan karbon dioksida.
36. Siklus reaksi
asam trikarboksilat (siklus Krebs). mengalir dalam sel:
a).dalam matriks mitokondria
dalam kondisi aerobik;
b) pada krista mitokondria
dalam kondisi aerobik;
c).dalam lisosom
kondisi anaerob;
d).dalam lisosom dengan aerob
kondisi.
37.Jumlah ATP,
terbentuk dalam suatu siklus; asam trikarboksilat dalam oksidasi molekul tunggal
glukosa dalam molekul:
38. Enzim Pernafasan
rantai yang memastikan reaksi fosforilasi oksidatif,
terletak:
b). dalam matriks mitokondria;
c) pada membran luar
mitokondria;
d). pada krista dalam
membran mitokondria.
39. Jumlah ATP,
terbentuk pada rantai pernapasan enzim selama oksidasi molekul tunggal
glukosa dalam molekul:
40. Jumlah total ATP,
terbentuk selama respirasi aerobik sebagai hasil dari oksidasi lengkap satu
Molekul glukosa adalah, dalam molekul:
Glikogen: pendidikan, pemulihan, pemisahan, fungsi
Glikogen adalah cadangan karbohidrat hewan, terdiri dari sejumlah besar residu glukosa. Suplai glikogen memungkinkan Anda untuk dengan cepat mengisi kekurangan glukosa dalam darah, segera setelah levelnya menurun, glikogen terbelah, dan glukosa bebas memasuki darah. Pada manusia, glukosa terutama disimpan sebagai glikogen. Tidak menguntungkan bagi sel untuk menyimpan molekul glukosa individu, karena ini akan secara signifikan meningkatkan tekanan osmotik di dalam sel. Dalam strukturnya, glikogen menyerupai pati, yaitu polisakarida, yang terutama disimpan oleh tanaman. Pati juga terdiri dari residu glukosa yang terhubung satu sama lain, namun ada banyak cabang dalam molekul glikogen. Reaksi berkualitas tinggi terhadap glikogen - reaksi dengan yodium - memberikan warna cokelat, tidak seperti reaksi yodium dengan pati, yang memungkinkan Anda untuk mendapatkan warna ungu.
Regulasi produksi glikogen
Pembentukan dan pemecahan glikogen mengatur beberapa hormon, yaitu:
1) insulin
2) glukagon
3) adrenalin
Pembentukan glikogen terjadi setelah konsentrasi glukosa dalam darah naik: jika ada banyak glukosa, itu harus disimpan untuk masa depan. Penyerapan glukosa oleh sel terutama diatur oleh dua hormon-antagonis, yaitu hormon dengan efek sebaliknya: insulin dan glukagon. Kedua hormon ini disekresikan oleh sel-sel pankreas.
Harap dicatat: kata-kata "glukagon" dan "glikogen" sangat mirip, tetapi glukagon adalah hormon, dan glikogen adalah polisakarida cadangan.
Insulin disintesis jika ada banyak glukosa dalam darah. Ini biasanya terjadi setelah seseorang makan, terutama jika makanan itu adalah makanan kaya karbohidrat (misalnya, jika Anda makan tepung atau makanan manis). Semua karbohidrat yang terkandung dalam makanan dipecah menjadi monosakarida, dan sudah dalam bentuk ini diserap melalui dinding usus ke dalam darah. Dengan demikian, kadar glukosa naik.
Ketika reseptor sel merespons insulin, sel-sel menyerap glukosa dari darah, dan tingkatnya menurun lagi. Ngomong-ngomong, itu sebabnya diabetes - kekurangan insulin - secara kiasan disebut "kelaparan di antara kelimpahan", karena dalam darah setelah makan makanan yang kaya karbohidrat, banyak gula muncul, tetapi tanpa insulin, sel tidak bisa menyerapnya. Sebagian dari sel glukosa digunakan untuk energi, dan sisanya diubah menjadi lemak. Sel-sel hati menggunakan glukosa yang diserap untuk mensintesis glikogen. Jika ada sedikit glukosa dalam darah, proses sebaliknya terjadi: pankreas mengeluarkan hormon glukagon, dan sel-sel hati mulai memecah glikogen, melepaskan glukosa ke dalam darah, atau mensintesis glukosa lagi dari molekul yang lebih sederhana seperti asam laktat.
Adrenalin juga mengarah pada pemecahan glikogen, karena seluruh aksi hormon ini ditujukan untuk memobilisasi tubuh, mempersiapkannya untuk jenis reaksi "pukul atau jalankan". Dan untuk ini perlu bahwa konsentrasi glukosa menjadi lebih tinggi. Kemudian otot dapat menggunakannya untuk energi.
Dengan demikian, penyerapan makanan menyebabkan pelepasan hormon insulin ke dalam darah dan sintesis glikogen, dan kelaparan menyebabkan pelepasan hormon glukagon dan pemecahan glikogen. Pelepasan adrenalin, yang terjadi dalam situasi stres, juga mengarah pada pemecahan glikogen.
Dari mana glikogen disintesis?
Glukosa-6-fosfat berfungsi sebagai substrat untuk sintesis glikogen, atau glikogenogenesis, sebagaimana disebut. Ini adalah molekul yang diperoleh dari glukosa setelah menempelkan residu asam fosfat ke atom karbon keenam. Glukosa, yang membentuk glukosa-6-fosfat, masuk ke hati dari darah dan ke dalam darah dari usus.
Pilihan lain dimungkinkan: glukosa dapat disintesis ulang dari prekursor yang lebih sederhana (asam laktat). Dalam hal ini, glukosa dari darah masuk, misalnya, di otot, di mana ia dipecah menjadi asam laktat dengan melepaskan energi, dan kemudian asam laktat yang terakumulasi diangkut ke hati, dan sel-sel hati mensintesis kembali glukosa dari itu. Kemudian glukosa ini dapat diubah menjadi glukosa-6-fosfot dan selanjutnya berdasarkan itu untuk mensintesis glikogen.
Tahapan pembentukan glikogen
Jadi, apa yang terjadi dalam proses sintesis glikogen dari glukosa?
1. Glukosa setelah penambahan residu asam fosfat menjadi glukosa-6-fosfat. Ini disebabkan oleh enzim hexokinase. Enzim ini memiliki beberapa bentuk berbeda. Hexokinase di otot sedikit berbeda dari hexokinase di hati. Bentuk enzim ini, yang ada di hati, lebih buruk terkait dengan glukosa, dan produk yang terbentuk selama reaksi tidak menghambat reaksi. Karena ini, sel-sel hati dapat menyerap glukosa hanya ketika ada banyak, dan saya dapat segera mengubah banyak substrat menjadi glukosa-6-fosfat, bahkan jika saya tidak punya waktu untuk memprosesnya.
2. Enzim phosphoglucomutase mengkatalisis konversi glukosa-6-fosfat menjadi isomernya, glukosa-1-fosfat.
3. Glukosa-1-fosfat yang dihasilkan kemudian bergabung dengan uridin trifosfat, membentuk UDP-glukosa. Proses ini dikatalisis oleh enzim UDP-glukosa pyrophosphorylase. Reaksi ini tidak dapat berlangsung dalam arah yang berlawanan, yaitu, tidak dapat diubah dalam kondisi yang ada di dalam sel.
4. Enzim glikogen sintase mentransfer residu glukosa ke molekul glikogen yang muncul.
5. Enzim fermentasi glikogen menambah titik cabang, menciptakan "cabang" baru pada molekul glikogen. Kemudian pada akhir cabang ini residu glukosa baru ditambahkan menggunakan glikogen sintase.
Di mana glikogen disimpan setelah pembentukan?
Glikogen adalah polisakarida cadangan yang diperlukan untuk kehidupan, dan disimpan dalam bentuk butiran kecil yang terletak di sitoplasma beberapa sel.
Glikogen menyimpan organ-organ berikut:
1. Hati. Glikogen cukup melimpah di hati, dan merupakan satu-satunya organ yang menggunakan simpanan glikogen untuk mengatur konsentrasi gula dalam darah. Hingga 5-6% mungkin glikogen dari massa hati, yang kira-kira setara dengan 100-120 gram.
2. Otot. Pada otot, simpanan glikogen kurang dalam persentase (hingga 1%), tetapi secara total, berdasarkan beratnya, simpanan glikogen dapat melebihi semua glikogen yang disimpan di hati. Otot tidak memancarkan glukosa yang terbentuk setelah pemecahan glikogen ke dalam darah, mereka menggunakannya hanya untuk kebutuhan mereka sendiri.
3. Ginjal. Mereka menemukan sejumlah kecil glikogen. Bahkan jumlah yang lebih kecil ditemukan dalam sel glial dan leukosit, yaitu sel darah putih.
Berapa lama penyimpanan glikogen bertahan?
Dalam proses aktivitas vital suatu organisme, glikogen disintesis cukup sering, hampir setiap waktu setelah makan. Tubuh tidak masuk akal untuk menyimpan jumlah besar glikogen, karena fungsi utamanya bukan untuk berfungsi sebagai donor nutrisi selama mungkin, tetapi untuk mengatur jumlah gula dalam darah. Toko glikogen bertahan sekitar 12 jam.
Sebagai perbandingan, lemak yang disimpan:
- Pertama, mereka biasanya memiliki massa yang jauh lebih besar daripada massa glikogen yang tersimpan,
- kedua, mereka bisa cukup untuk satu bulan keberadaan.
Selain itu, perlu dicatat bahwa tubuh manusia dapat mengubah karbohidrat menjadi lemak, tetapi tidak sebaliknya, yaitu, lemak yang disimpan tidak dapat diubah menjadi glikogen, hanya dapat digunakan secara langsung untuk energi. Tetapi untuk memecah glikogen menjadi glukosa, maka hancurkan glukosa itu sendiri dan menggunakan produk yang dihasilkan untuk sintesis lemak yang mampu dilakukan tubuh manusia.
Glikolisis aerob dan anaerob. Apa peran mereka dalam kehidupan tubuh manusia?
Untuk memahami apa itu glikolisis, seseorang harus merujuk pada terminologi Yunani, karena istilah ini berasal dari kata-kata Yunani: glikos - manis dan pemisahan lisis. Nama glukosa berasal dari kata Glycos. Jadi, istilah ini mengacu pada proses saturasi glukosa dengan oksigen, sebagai akibatnya satu molekul zat manis terurai menjadi dua mikropartikel asam piruvat. Glikolisis adalah reaksi biokimia yang terjadi dalam sel-sel hidup, dan bertujuan membelah glukosa. Ada tiga opsi untuk dekomposisi glukosa, dan glikolisis aerob adalah salah satunya.
Proses ini terdiri dari sejumlah reaksi kimia antara, diikuti oleh pelepasan energi. Ini adalah esensi utama glikolisis. Energi yang dilepaskan dihabiskan untuk aktivitas vital umum organisme hidup. Formula umum untuk pemisahan glukosa adalah sebagai berikut:
Glukosa + 2NAD + + 2ADF + 2Pi → 2 piruvat + 2 NADH + 2H + + 2ATF + 2H2O
Oksidasi aerobik glukosa dengan pemisahan molekul enam-karbon selanjutnya dilakukan melalui 10 reaksi antara. 5 reaksi pertama, menggabungkan fase persiapan persiapan, dan reaksi selanjutnya ditujukan pada pembentukan ATP. Selama reaksi, isomer stereoscopic gula dan turunannya terbentuk. Akumulasi utama energi dalam sel terjadi pada fase kedua, terkait dengan pembentukan ATP.
Tahapan glikolisis oksidatif. Fase 1.
Dalam glikolisis aerob, ada 2 fase.
Fase pertama adalah persiapan. Di dalamnya, glukosa bereaksi dengan 2 molekul ATP. Fase ini terdiri dari 5 tahap reaksi biokimia berturut-turut.
Tahap 1. Fosforilasi glukosa
Fosforilasi, yaitu proses pemindahan residu asam fosfat dalam reaksi pertama dan selanjutnya dilakukan oleh molekul asam anhidridefosfor.
Pada tahap pertama, residu asam fosfat dari molekul adifosfat dipindahkan ke struktur molekul glukosa. Selama proses tersebut, glukosa-6-fosfat diperoleh. Hexokinase bertindak sebagai katalis, mempercepat proses dengan bantuan ion magnesium yang bertindak sebagai kofaktor. Ion magnesium terlibat dalam reaksi glikolisis lainnya.
Tahap 2. Pembentukan isomer glukosa-6-fosfat
Pada tahap ke-2 isomerisasi glukosa-6-fosfat menjadi fruktosa-6-fosfat.
Isomerisasi adalah pembentukan zat dengan berat yang sama, komposisi unsur-unsur kimia, tetapi dengan sifat yang berbeda karena susunan atom yang berbeda dalam molekul. Isomerisasi zat dilakukan di bawah aksi kondisi eksternal: tekanan, suhu, katalis.
Dalam hal ini, proses dilakukan di bawah aksi katalis isomerase fosfoglukosa dengan partisipasi ion Mg +.
Langkah ke-3. Fosforilasi fruktosa-6-fosfat
Pada tahap ini, gugus fosforil dilekatkan oleh ATP. Proses ini dilakukan dengan partisipasi enzim fosfofruktokinase-1. Enzim ini dimaksudkan hanya untuk partisipasi dalam hidrolisis. Sebagai hasil dari reaksi, fruktosa-1,6-bifosfat dan nukleotida adhesintriphosfat diperoleh.
ATP adalah adezintriphosphate, sumber energi unik dalam organisme hidup. Ini adalah molekul yang agak rumit dan rumit yang terdiri dari hidrokarbon, gugus hidroksil, nitrogen dan gugus asam fosfat dengan satu ikatan bebas, dirakit dalam beberapa struktur siklik dan linier. Pelepasan energi terjadi sebagai akibat interaksi residu asam fosfat dengan air. Hidrolisis ATP disertai dengan pembentukan asam fosfat dan pelepasan 40-60 joule energi, yang dihabiskan tubuh untuk penghidupannya.
Tetapi sebelum fosforilasi glukosa terjadi dengan mengorbankan molekul Adesintriphosphate, yaitu transfer residu asam fosfat ke glukosa.
Langkah ke-4. Disintegrasi fruktosa-1,6-difosfat
Pada reaksi keempat, fruktosa-1,6-difosfat terurai menjadi dua zat baru.
- Dioxiacetone phosphate,
- Glycerald aldehyde-3-phosphate.
Dalam proses kimia ini, aldolase, enzim yang terlibat dalam metabolisme energi dan diperlukan dalam diagnosis sejumlah penyakit, bertindak sebagai katalis.
Langkah ke-5. Pembentukan isomer triosephosphate
Dan akhirnya, proses terakhir adalah isomerisasi triosa fosfat.
Glycerald-3-fosfat akan terus berpartisipasi dalam proses hidrolisis aerobik. Dan komponen kedua, dioxyacetone phosphate, dengan partisipasi dari enzim triosophosphate isomerase, diubah menjadi glyceraldehyde-3-phosphate. Tetapi transformasi ini dapat dibalik.
Fase 2. Sintesis Adesine Triphosphate
Dalam fase glikolisis ini, energi biokimiawi akan terakumulasi sebagai ATP. Adesin trifosfat terbentuk dari adesin difosfat karena fosforilasi. Dan juga membentuk NADH.
Singkatan NADH memiliki interpretasi yang sangat kompleks dan sulit diingat - Nicotinamide adenine dinucleotide. NADH adalah koenzim, senyawa non-protein yang terlibat dalam proses kimia sel hidup. Itu ada dalam dua bentuk:
- teroksidasi (NAD +, NADox);
- dipulihkan (NADH, NADred).
Dalam metabolisme, NAD berpartisipasi dalam reaksi redoks yang mengangkut elektron dari satu proses kimia ke proses lainnya. Dengan menyumbang, atau menerima elektron, molekul diubah dari NAD + menjadi NADH, dan sebaliknya. Pada organisme hidup, NAD diproduksi dari triptofan atau asam amino aspartat.
Dua mikropartikel gliseraldehida-3-fosfat mengalami reaksi, selama piruvat terbentuk, dan 4 molekul ATP. Tetapi hasil akhir dari adezintriphosphate akan menjadi 2 molekul, karena dua dihabiskan dalam fase persiapan. Proses berlanjut.
Langkah 6 - oksidasi gliseraldehida-3-fosfat
Dalam reaksi ini, terjadi oksidasi dan fosforilasi gliseraldehida-3-fosfat. Hasilnya adalah asam 1,3-difosogliserat. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase terlibat dalam percepatan reaksi.
Reaksi berlangsung dengan partisipasi energi yang diterima dari luar, sehingga disebut endergonik. Reaksi semacam itu berlangsung secara paralel dengan eksergonik, yaitu, berevolusi, memberikan energi. Dalam hal ini, reaksi ini adalah proses berikut.
Langkah 7. Memindahkan gugus fosfat dari 1,3-difosfogliserat ke adesin difosfat
Dalam reaksi antara ini, gugus fosforil dipindahkan oleh fosfogliserat kinase dari 1,3-difosfogliserat ke adezin difosfat. Hasilnya adalah 3-fosfogliserat dan ATP.
Enzim phosphoglycerate kinase memperoleh namanya karena kemampuannya untuk mengkatalisasi reaksi di kedua arah. Enzim ini juga mengangkut residu fosfat dari adhesiine triphosphate ke 3-phosphoglycerate.
Reaksi 6 dan 7 sering dianggap sebagai proses tunggal. 1,3-difosfogliserat dianggap sebagai produk antara. Bersama-sama, reaksi ke-6 dan ke-7 terlihat seperti ini:
Glyceraldehyde-3-phosphate + ADP + Pi + NAD + ⇌3-phosphoglycerate + ATP + NADH + H +, ΔG′o = −12.2 kJ / mol.
Dan secara total, 2 proses ini melepaskan sebagian energi.
Langkah 8. Mentransfer gugus fosforil dari 3-fosfogliserat.
Produksi 2-fosfogliserat adalah proses reversibel, yang terjadi di bawah aksi katalitik dari enzim fosfogliserat mutase. Gugus fosforil dipindahkan dari atom karbon divalen 3-fosfogliserat ke atom trivalen 2-fosfogliserat, menghasilkan pembentukan asam 2-fosfogliserat. Reaksi berlangsung dengan partisipasi ion magnesium bermuatan positif.
Langkah ke-9. Isolasi air dari 2-fosfogliserat
Reaksi ini pada intinya adalah reaksi kedua pemecahan glukosa (yang pertama adalah reaksi dari langkah ke-6). Di dalamnya, enzim phosphopyruvate hydratase menstimulasi eliminasi air dari atom C, yaitu proses eliminasi dari molekul 2-phosphoglycerate dan pembentukan phosphoenolpyruvate (phosphoenol pyruvic acid).
Langkah 10 dan terakhir. Transfer residu fosfat dari FEP ke ADP
Dalam reaksi glikolisis akhir, koenzim - kalium, magnesium, dan mangan terlibat, enzim piruvat kinase bertindak sebagai katalis.
Transformasi bentuk enol asam piruvat menjadi bentuk keto adalah proses yang reversibel, dan kedua isomer hadir dalam sel. Proses transisi zat isometrik dari satu ke yang lain disebut tautomerisasi.
Apa itu glikolisis anaerob?
Bersamaan dengan glikolisis aerobik, yaitu pemisahan glukosa dengan partisipasi O2, ada juga yang disebut pemecahan glukosa anaerob, di mana oksigen tidak terlibat. Ini juga terdiri dari sepuluh reaksi berurutan. Tetapi di mana tahap glikolisis anaerob, apakah itu terkait dengan proses pemisahan oksigen glukosa, atau apakah itu proses biokimia independen, mari kita coba mencari tahu.
Glikolisis anaerob adalah pemecahan glukosa dengan tidak adanya oksigen untuk membentuk laktat. Namun dalam proses pembentukan asam laktat, NADH tidak menumpuk di dalam sel. Proses ini dilakukan di jaringan dan sel yang berfungsi dalam kondisi kekurangan oksigen - hipoksia. Jaringan-jaringan ini terutama termasuk otot rangka. Dalam eritrosit, meskipun ada oksigen, laktat juga terbentuk selama glikolisis, karena tidak ada mitokondria dalam sel darah.
Hidrolisis anaerobik terjadi dalam sitosol (bagian cair dari sitoplasma) sel dan merupakan satu-satunya aksi yang memproduksi dan memasok ATP, karena dalam hal ini fosforilasi oksidatif tidak berfungsi. Untuk proses oksidatif, oksigen dibutuhkan, tetapi tidak dalam glikolisis anaerob.
Baik asam piruvat dan laktat berfungsi sebagai sumber energi bagi otot untuk melakukan tugas tertentu. Asam berlebih masuk ke hati, di mana, di bawah aksi enzim, itu lagi diubah menjadi glikogen dan glukosa. Dan prosesnya dimulai lagi. Kekurangan glukosa diisi kembali oleh nutrisi - penggunaan gula, buah-buahan manis, dan permen lainnya. Jadi tidak mungkin demi sosok untuk sepenuhnya meninggalkan manis. Sukrosa dibutuhkan oleh tubuh, tetapi dalam jumlah sedang.
Glikolisis. Oksidasi aerobik glukosa. Glikolisis glukoneogenesis
Glikolisis adalah proses enzimatik yang rumit dari pemisahan glukosa menjadi dua molekul piruvat (glikolisis aerob) atau dua molekul laktat (glikolisis anaerob, terjadi tanpa konsumsi oksigen).
Persamaan total glikolisis anaerob:
Asam Laktat Glukosa
Fungsi glikolisis di semua sel hidup. Semua enzim terlokalisasi dalam sitosol, membentuk kompleks multienzim.
Glikolisis dilakukan dalam dua tahap.
I. Tahap persiapan adalah dikotomi dekomposisi glukosa menjadi dua molekul gliseraldehida-3-fosfat. Transformasi disertai dengan biaya 2 ATP.
Ii. Tahap reduksi oksidasi glikolitik adalah konversi gliseraldehida-3-fosfat menjadi laktat. Termasuk reaksi redoks dan reaksi fosforilasi, disertai dengan pembentukan ATP.
Pada tahap kedua, dua molekul gliseraldehida-3-fosfat dioksidasi, oleh karena itu, faktor 2 harus ditetapkan dalam reaksi di depan formula substrat.
Dalam kondisi anaerob, oksidasi NADH. H + berkurang dalam reaksi dehidrogenase gliseraldehida fosfat terjadi dalam reaksi dehidrogenase laktat. Dalam kondisi aerobik NADH. H + dioksidasi oleh oksigen dengan partisipasi enzim rantai pernapasan, dan energi yang dilepaskan selama proses ini digunakan untuk mensintesis 1,5 atau 2,5 mol ATP (tergantung pada mekanisme antar-jemput transportasi NADH glikolitik. H + ke mitokondria).
Neraca energi glikolisis adalah dua molekul ATP per satu molekul glukosa. Pada tahap pertama glikolisis, dua molekul ATP dikonsumsi untuk mengaktifkan substrat (dalam reaksi hexokinase dan fosfofruktokinase). Pada tahap II, empat molekul ATP terbentuk (dalam reaksi fosfogliserat kinase dan piruvat kinase). Sintesis ATP dilakukan dengan fosforilasi substrat.
Enzim glikolisis utama:
1. Hexokinase adalah enzim pengatur glikolisis dalam sel ekstrahepatik. Hexokinase secara allosterik dihambat oleh glukosa-6-fosfat. Glucokinase adalah enzim pengatur glikolisis dalam hepatosit. Sintesis glukokinase diinduksi oleh insulin.
2. Fosfofruktokinase-1. Ini adalah enzim kunci utama yang mengkatalisasi reaksi, yang membatasi kecepatan seluruh proses (reaksi paling lambat). Sintesis enzim diinduksi oleh insulin. Aktivator alosterik - AMP, ADP, fruktosa-2,6-difosfat. Tingkat fruktosa 2,6-difosfat meningkat di bawah aksi insulin dan menurun di bawah aksi glukagon. Inhibitor alosterik - ATP, sitrat.
3. Piruvate kinase. Enzim aktif dalam bentuk non-terfosforilasi. Glukagon (dalam hepatosit) dan adrenalin (dalam miosit) merangsang fosforilasi enzim, dan karena itu menonaktifkan enzim. Insulin, sebaliknya, merangsang defosforilasi enzim, dan karenanya mengaktifkan enzim. Aktivator alosterik - Фр-1,6-ФФ. Penghambat alosterik - ATP, asetil-KoA. Sintesis enzim menginduksi insulin.
Peran biologis glikolisis:
1. Generasi ATP. Glikolisis adalah satu-satunya proses sel yang menghasilkan ATP tanpa konsumsi oksigen. Sel yang memiliki sedikit atau tanpa mitokondria, menerima ATP hanya selama glikolisis.
Nilai glikolisis untuk sel darah merah. Glikolisis adalah satu-satunya proses yang menghasilkan ATP dalam sel darah merah dan mempertahankan integritas dan fungsinya.
Cacat herediter piruvat kinase disertai dengan anemia hemolitik. Dalam patologi ini, sel darah merah memiliki 5-25% aktivitas piruvat kinase normal dan, oleh karena itu, tingkat glikolisis rendah.
Produk antara glikolisis eritrosit 2,3-difosfogliserat (2,3-DFG) menurunkan afinitas hemoglobin untuk oksigen, berkontribusi pada pemisahan oksigen dari oxyhemoglobin dan transisi ke jaringan. Pelanggaran glikolisis dalam sel darah merah dapat mempengaruhi transportasi oksigen. Dengan demikian, dengan defisiensi heksokinase, terjadi penurunan kadar 2,3-DFG dan afinitas hemoglobin yang tinggi secara abnormal terhadap oksigen. Sebaliknya, ketika piruvat kinase kekurangan, kandungan 2,3-FGH dua kali lebih tinggi dari normal, yang menghasilkan afinitas rendah hemoglobin untuk oksigen.
2. Merupakan sumber radikal hidrokarbon untuk proses biosintesis sel: