Glucolyse: wat is het en wat zijn de 10 fasen?
Glycolyse is een chemisch proces die de ademhaling en het cellulaire metabolisme mogelijk maakt, met name door de afbraak van glucose.
In dit artikel zullen we in meer detail zien wat glycolyse is en waar het voor is, evenals de 10 fasen van actie.
- Gerelateerd artikel: "Hoe werken suiker en vet in onze hersenen?"
Wat is glycolyse?
De term "glycolyse" is samengesteld uit de Griekse "glycos" wat "suiker" betekent, en "lysis" wat "breuk" betekent. In deze zin is glycolyse het proces waarbij de samenstelling van glucose wordt gemodificeerd om genoeg energie te extraheren ten voordele van de cellen. In feite fungeert het niet alleen als een energiebron, maar ook beïnvloedt de cellulaire activiteit op verschillende manieren , zonder noodzakelijk extra energie te genereren.
Het produceert bijvoorbeeld een hoge opbrengst aan moleculen die het metabolisme en de cellulaire ademhaling zowel aerobisch als anaëroob mogelijk maken. In grote lijnen is aëroob een soort metabolisme dat bestaat uit het extraheren van energie uit organische moleculen uit de oxidatie van koolstof door zuurstof. In het anaerobe element is het element dat wordt gebruikt om oxidatie te bereiken niet zuurstof, maar sulfaat of nitraat.
Op zijn beurt glucose is een organisch molecuul dat is samengesteld uit een membraan met 6 ringen die in het bloed wordt aangetroffen en die meestal het gevolg is van de omzetting van koolhydraten in suikers. Om de cellen binnen te gaan, gaat glucose door de eiwitten die verantwoordelijk zijn voor het transport van de buitenkant van de cel naar het cytosol (intracellulaire vloeistof, dat wil zeggen, de vloeistof die in het midden van de cellen wordt aangetroffen).
Door glycolyse wordt glucose omgezet in een zuur dat "pyluurzuur" of "pyruvaat" wordt genoemd en dat een zeer belangrijke rol speelt in de biochemische activiteit. Dit proces komt voor in het cytoplasma (het deel van de cel dat tussen de kern en het membraan ligt). Maar om glucose pyruvaat te laten worden, moet een zeer complex chemisch mechanisme met verschillende fasen ontstaan.
- Misschien ben je geïnteresseerd: "Soorten belangrijke cellen van het menselijk lichaam"
De 10 fasen
Glycolyse is een proces dat is bestudeerd sinds het tweede decennium van de negentiende eeuw, toen chemici Louis Pasteur, Eduard Buchner, Arthur Harden en William Young het mechanisme van fermentatie begonnen te detailleren. Deze studies lieten de ontwikkeling en verschillende vormen van reactie in de samenstelling van de moleculen weten.
Het is een van de oudste cellulaire mechanismen en is hetzelfde de snelste manier om energie te krijgen en koolhydraten te metaboliseren . Hiervoor is het noodzakelijk dat 10 verschillende chemische reacties optreden, verdeeld in twee grote fasen. De eerste bestaat uit het uitgeven van energie door het glucosemolecuul te transformeren in twee verschillende moleculen; terwijl de tweede fase energie wint door de twee moleculen te transformeren die in de vorige fase zijn gegenereerd.
Dat gezegd hebbende, zullen we nu de 10 fasen van glycolyse zien.
1. Hexokinase
De eerste stap in glycolyse is om het D-glucosemolecuul om te zetten in een glucose-6-fosfaatmolecuul (glucose-gefosforyleerd molecuul op koolstof 6). Om deze reactie te genereren, is het noodzakelijk om deel te nemen aan een enzym dat bekendstaat als Hexoquinasa en dat de functie heeft glucose te activeren zodat het in latere processen kan worden gebruikt .
2. Fosfoglucose-isomerase (glucose-6-p-isomerase)
De tweede reactie van glycolyse is de transformatie van glucose-6-fosfaat in fructose-6-fosfaat. Voor dit moet een enzym werken dat fosfoglucose-isomerase wordt genoemd . Dit is de fase van het definiëren van de moleculaire samenstelling die glycolyse zal consolideren in de twee fasen die volgen.
3. Fosfofructokinase
In deze fase wordt fructose-6-fosfaat omgezet in fructose 1,6-bisfosfaat, door de werking van fosfofructokinase en magnesium . Het is een onomkeerbare fase, wat betekent dat glycolyse begint te stabiliseren.
- Gerelateerd artikel: "10 gezonde voedingsmiddelen rijk aan magnesium"
4. Aldolasa
Nu is het fructose 1,6-bisfosfaat verdeeld in twee suikers van het isomeertype, dat wil zeggen twee moleculen met dezelfde formule, maar waarvan de atomen op verschillende manieren zijn gerangschikt, die ook verschillende eigenschappen hebben. De twee suikers zijn dihydroxyacetonfosfaat (DHAP) en glyceraldehyde 3-fosfaat (GAP), en de verdeling treedt op als gevolg van de activiteit van het enzym aldolase .
5. Trifosfaatisomerase
Fase nummer 5 bestaat uit het bewaren van het glyceraldehyde fosfaat voor de volgende stap van glycolyse.Hiervoor is het noodzakelijk dat een enzym, trifosfaatisomerase genaamd, werkt in de twee suikers die in de vorige fase zijn verkregen (dihydroxyacetonfosfaat en glyceraldehyde 3-fosfaat). Dit is waar de eerste van de grote stadia die we aan het begin van deze nummering beschreven, eindigt, waarvan de functie is om het energieverbruik te genereren .
6. Glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase
In deze fase begint de energieopwekking (tijdens de vorige 5 was het alleen maar besteed). We gaan verder met de twee eerder gegenereerde suikers en de activiteit is als volgt: 1,3-bisfosfoglyceraat produceren door een anorganisch fosfaat toe te voegen aan glyceraldehyde 3-fosfaat.
Om dit fosfaat toe te voegen, moet het andere molecuul (glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase) worden gedehydrogeneerd. Dit betekent dat de energie van de verbinding begint te stijgen.
7. Fosfoglyceraatkinase
In deze fase is er een andere overdracht van een fosfaat, om adenosinetrifosfaat en 3-fosfoglyceraat te kunnen vormen. Het is het 1,3-bisfosfoglyceraatmolecuul dat een fosfaatgroep uit de fosfoglyceraatkinase ontvangt.
8. Fosfoglyceraat-mutase
Uit de bovenstaande reactie werd 3-fosfoglyceraat verkregen. Nu is het nodig om 2-fosfoglyceraat te genereren, door middel van de werking van een enzym dat fosfoglyceraat-mutase wordt genoemd . De laatste verplaatst de positie van het derde koolstoffosfaat (C3) naar het tweede koolstofatoom (C2) en aldus wordt het verwachte molecuul verkregen.
9. Enolase
Een enzym genaamd enolase is verantwoordelijk voor het verwijderen van het watermolecuul van 2-fosfoglyceraat. Op deze manier wordt de voorloper van pyrodruivenzuur verkregen en we naderen het einde van het glycolyseproces. Deze voorloper is fosfoenolpyruvaat.
10. Pyruvaat-kinase
Tenslotte vindt een fosforoverdracht van fosfoenolpyruvaat naar adenosinedifosfaat plaats. Deze reactie vindt plaats door de werking van het enzym pyruvaatkinase en maakt het mogelijk dat de glucose wordt omgezet in pyrodruivenzuur.
Bibliografische referenties:
- Glycolyse - 10 stappen uitgelegd in stappen met diagram (2018). MicrobiologyInfo.com. Opgewaardeerd 26 september 2018. Beschikbaar op //microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/.
