Anaërobe glycolyse Wat is, reacties, fermentatieve paden

Wat is anaërobe glycolyse?

De Anaërobe glycolyse o Anaërobe is een katabole route die door vele soorten cellen wordt gebruikt voor glucose -afbraak in afwezigheid van zuurstof. Dat wil zeggen, glucose is niet volledig geoxideerd tot koolstofdioxide en water, zoals het geval is met aerobe glycolyse, maar fermentatieve producten worden gegenereerd.

Het wordt anaërobe glycolyse genoemd, omdat het plaatsvindt zonder de aanwezigheid van zuurstof, die in andere gevallen werkt als de uiteindelijke elektronenacceptor in de mitochondria -transportcentrum, waar grote hoeveelheden energie worden geproduceerd door de verwerking van glycolytische producten.

Afhankelijk van het organisme zal een anaerobiose -toestand of afwezigheid van zuurstof resulteren in de productie van melkzuur (spiercellen bijvoorbeeld) of ethanol (gisten), van het pyruvaat gegenereerd door het katabolisme van glucose.

Als gevolg hiervan dalen de energieprestaties dramatisch, omdat slechts twee mol ATP wordt geproduceerd voor elke mol glucose die wordt verwerkt, vergeleken met de 8 mol die kan worden verkregen tijdens aerobe glycolyse (alleen in de glycolytische fase).

Het verschil in het aantal ATP -moleculen heeft te maken met de reoxidatie van NADH, die niet extra ATP genereert, in tegenstelling tot wat er gebeurt in aerobe glycolyse, die voor elke NADH 3 ATP -moleculen heeft verkregen.

Reacties

Anaërobe glycolyse is helemaal niet van aerobe glycolyse, omdat de term "anaërobe" eerder verwijst naar wat er gebeurt na de glycolytische route, dat wil zeggen naar de bestemming van reactieproducten en tussenpersonen.

Kan u van dienst zijn: tracheale ademhaling

Aldus nemen in de reacties van anaërobe glycolyse tien verschillende enzymen deel, namelijk:

1-hexoquinase (HK): gebruik een ATP-molecuul voor elk glucosemolecuul. Produceert glucose 6-fosfaat (G6P) en ADP. De reactie is onomkeerbaar en verdient magnesiumionen.

 2-fosfoglucoso isomerasa (PGI): isomeriza de G6P a fructose 6-fosfaat (F6P).

 3-fosfofRucerachinase (PFK): fosposporyila De F6p A fructose 1,6-bifosfaat (F1,6-bp) met behulp van een ATP-molecuul voor elke F6P, deze reactie is ook onomkeerbaar.

 4-aldolase: Escind het F1.6-BP-molecuul en produceer glyceraldehyde 3-fosfaat (GAP) en dihydroxyacetonfosfaat (DHAP).

 5-fosfaat isomerase (Tim): neemt deel aan DHAP en GAP-interconversie.

 6-glyceraldehyde 3-fosfaatdehydrogenase (GAPDH): gebruik twee NAD-moleculen⁺ en 2 anorganische fosfaatmoleculen (PI) voor fosforylering van de opening, levert 1,3-bifosfoglyceraat (1,3 bpg) en 2 NADH op.

 7-fosfoglicerato quinasa (PGK): produceert twee ATP-moleculen als gevolg van fosforylering op het substraatniveau van twee ADP-moleculen. Nadruk met fosfaatgroepdonor elke molecule van 1,3 bpg. Produceert 2 3-fosfoglycerate (3pg) moleculen.

 8-fosfoglicerato mutasa (PGM): reorganiseer het 3PG-molecuul om een ​​intermediair met grotere energie te veroorzaken, de 2PG.

 199.

10-pyruvaatkinase (PYK): fosfoenolpyruvaat wordt door dit enzym gebruikt om pyruvaat te vormen. De reactie impliceert de overdracht van de fosfaatgroep in positie 2 van het fosfoenolpiruvaat naar een ADP -molecuul. 2 pyruvaten en 2 ATP worden geproduceerd voor elke glucose.

Fermentatieve routes

Fermentatie is de term die wordt gebruikt om aan te geven dat glucose of andere voedingsstoffen worden afgebroken in afwezigheid van zuurstof, om energie te verkrijgen.

Bij afwezigheid van zuurstof heeft de elektronentransportketen geen uiteindelijke acceptor en komt daarom niet voor oxidatieve fosforylering die grote hoeveelheden energie betaalt in de vorm van ATP. De NADH wordt niet reoxyd door mitochondriale route maar door alternatieve routes, die geen ATP produceren.

Het kan u van dienst zijn: Pyruvaatkinase: structuur, functie, regulering, remming

Zonder voldoende NAD⁺ Het glycolytische pad.

Sommige cellen hebben alternatieve mechanismen om met periodes van anaerobiose om te gaan, en in het algemeen impliceren deze mechanismen een soort gisting. Andere cellen zijn daarentegen bijna uitsluitend afhankelijk van fermentatieve processen voor bestaan.

De producten van de fermentatieve paden van veel organismen zijn economisch relevant voor de mens; Voorbeelden zijn de productie van ethanol door sommige gisten in anaerobiose en de vorming van melkzuur door lacting-bacteriën die worden gebruikt voor yoghurtproductie.

Lactzuurproductie

Veel soorten cellen in afwezigheid van zuurstof produceren melkzuur dankzij de reactie die wordt gekatalyseerd door het dehydrogenase lactaatcomplex, dat de pyruvaatkoolvesten gebruikt en NADH geproduceerd in de GAPDH -reactie.

Lactische gisting (Bron: Sjantoni [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Ethanolproductie

Het pyruvaat wordt omgezet in acetaldehyde en CO2 door het pyruvaatdecarboxylase. Acetaldehyde wordt vervolgens gebruikt door alcoholdehydrogenase, wat het vermindert door ethanol te produceren en een NAD -molecuul te regenereren⁺ Voor elk pyruvaatmolecuul dat op deze manier binnenkomt.

Alcoholische gisting (Bron: Arobson1 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

Aerobe gisting

Anaërobe glycolyse heeft als belangrijkste kenmerk het feit dat eindproducten niet overeenkomen met CO₂ en water, zoals in het geval van aerobe glycolyse. In plaats daarvan worden typische gistingsreacties gegenereerd.

Sommige auteurs hebben een proces van "aerobe gisting" of aerobe glucly glycolyse beschreven voor bepaalde organismen, waaronder sommige parasieten van de familie Trypanosomatidae en veel kankerachtige kankercellen opvallen.

Het kan u van dienst zijn: thermoreceptoren: bij mensen, bij dieren, in planten

In deze organismen is aangetoond dat zelfs in aanwezigheid van zuurstof de producten van het glycolytische pad mogelijk zijn van zijn koolstofatomen.

Hoewel de "aerobe fermentatie" van glucose niet de totale afwezigheid van ademhalingsactiviteit impliceert, omdat het geen proces van alles is of niets. De bibliografie duidt echter op de uitscheiding van producten zoals pyruvaat, lactaat, succinaat, kwaad en andere organische zuren.

Glycolyse en kanker

Veel kankercellen vertonen een toename van glucose- en glycolytische stroming.

Tumoren bij kankerpatiënten groeien snel, dus bloedvaten zijn in hypoxie. Het energiesupplement van deze cellen hangt dus voornamelijk af van anaërobe glycolyse.

Dit fenomeen wordt echter geholpen door een hypoxie -induceerbare transcriptiefactor (HIF), die de expressie van glycolytische enzymen en glucosetransporters in het membraan verhoogt door complexe mechanismen.

Referenties

1. Cazzulo, J. J. (1992). Aerobe fermentatie van glucose door trypanosomatiden. The FASB Journal, 6, 3153-3161.
2. Jones, W., & Bianchi, K. (2015). Aerobe glycolyse: voorbij proliferatie. Frontiers in Immunology, 6, 1-5.