glycolysis

glycolysis มีอยู่ในมนุษย์และในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เกือบทั้งหมดการสลายน้ำตาลอย่างง่ายที่ควบคุมโดยชีวเคมีเช่น D-glucose

กระบวนการย่อยสลายและการเปลี่ยนกลูโคสเป็นไพรูเวทเกิดขึ้นใน 10 ขั้นตอนต่อเนื่องกันและสามารถเกิดขึ้นได้อย่างเท่าเทียมกันภายใต้สภาวะแอโรบิคและแบบไม่ใช้ออกซิเจน

Glycolysis ใช้ในการสร้างพลังงานและไพรูเวทเป็นขั้นตอนเบื้องต้นขั้นแรกสำหรับการสังเคราะห์ทางชีวเคมีของสารบางชนิด การสลายคาร์โบไฮเดรตที่มีคุณภาพสูงกว่า (น้ำตาลหลายชนิด) จะผ่านกระบวนการไกลโคไลซิสหลังจากที่ถูกย่อยสลายเป็นน้ำตาลธรรมดา

ไกลโคไลซิสคืออะไร?

Glycolysis เป็นกระบวนการเผาผลาญส่วนกลางสำหรับการสลายน้ำตาล D-glucose อย่างง่ายและเกิดขึ้นภายในเซลล์ใน cytosol ซึ่งเป็นส่วนที่เป็นของเหลวของพลาสมาของเซลล์

Glycolysis เป็นกระบวนการเผาผลาญส่วนกลางสำหรับการสลายน้ำตาล D-glucose อย่างง่ายและเกิดขึ้นภายในเซลล์ใน cytosol ซึ่งเป็นส่วนที่เป็นของเหลวของพลาสมาของเซลล์ กระบวนการย่อยสลายเกิดขึ้นใน 10 ขั้นตอนที่ควบคุมโดยเอนไซม์อย่างต่อเนื่อง ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของสมดุลทั้งหมดจากไกลโคไลซิสต่อโมเลกุลของกลูโคสคือโมเลกุลไพรูเวต 2 โมเลกุลนิวคลีโอไทด์ ATP 2 ตัวและนิวคลีโอไทด์ NADH 2 ตัว

แต่ละขั้นตอน 10 ขั้นตอนสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอนขั้นตอนการเตรียมจากขั้นตอนที่ 1 ถึงขั้นตอนที่ 5 และขั้นตอนการตัดจำหน่ายจากขั้นตอนที่ 6 ถึง 10 ขั้นตอนการเตรียมการจะมีผลลบต่อการเผาผลาญพลังงานดังนั้นจึงต้องให้พลังงานในรูปแบบ 2 ATP เฉพาะขั้นตอนการตัดจำหน่ายเท่านั้นที่เป็นบวกเชิงพลังดังนั้นเมื่อสมดุลจะมีการเพิ่มพลังงานในรูปของ 2 นิวคลีโอไทด์ ATP และ 2 นิวคลีโอไทด์ NADH

ในสองขั้นตอนแรกของไกลโคไลซิสกลุ่มฟอสเฟต 2 กลุ่มจะถูกถ่ายโอนไปยังกลูโคสซึ่งมาจาก 2 นิวคลีโอไทด์ ATP (อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต) และจะถูกเปลี่ยนเป็นนิวคลีโอไทด์ ADP (อะดีโนซีนไดฟอสเฟต)

ในขณะที่ไกลโคไลซิสจนถึงการก่อตัวของไพรูเวตนั้นไม่ขึ้นอยู่กับว่าจะมีสภาวะออกซิเจน (แอโรบิค) หรือไม่เป็นพิษ (ไม่ใช้ออกซิเจน) การเผาผลาญต่อไปของไพรูเวตขึ้นอยู่กับว่ามีออกซิเจนหรือไม่ อย่างไรก็ตามการพูดอย่างเคร่งครัดกระบวนการย่อยสลายและการแปลงเพิ่มเติมไม่ได้เป็นของไกลโคไลซิสอีกต่อไป

ฟังก์ชันและงาน

ไกลโคไลซิสเป็นหนึ่งในกระบวนการเผาผลาญส่วนกลางที่สำคัญที่สุดและเกิดขึ้นบ่อยที่สุดภายในเซลล์ งานและหน้าที่ของไกลโคไลซิสประกอบด้วยการเผาผลาญพลังงานและวัสดุของน้ำตาลอย่างง่าย D-glucose

ATP ซึ่งได้รับเป็นส่วนหนึ่งของการเผาผลาญพลังงานด้วยการเพิ่มพลังงานและการถ่ายโอนกลุ่มฟอสเฟตไปยังนิวคลีโอไทด์ ADP ทำหน้าที่เป็นตัวพาพลังงานและผู้จัดหาพลังงาน เส้นทางผ่าน ATP มีข้อได้เปรียบที่พลังงานจะถูกเก็บไว้ในเวลาสั้น ๆ และไม่สูญหายไปจากการกระจายความร้อน นอกจากนี้ยังสามารถนำ ATP ไปยังสถานที่ที่ต้องการพลังงานในระยะทางสั้น ๆ

ไกลโคไลซิสที่เป็นบวกอย่างมีพลังยังช่วยให้เซลล์มีไพรูเวต สามารถนำเข้าสู่วัฏจักรกรดซิตริกและห่วงโซ่ทางเดินหายใจที่ตามมาโดยการ“ บริโภค” ออกซิเจนภายใต้สภาวะที่เป็นพิษในไมโทคอนเดรียของเซลล์เพื่อสร้างพลังงานต่อไปหรือสามารถใช้เป็นวัสดุเริ่มต้นในการสังเคราะห์สารที่ต้องการ

ผลิตภัณฑ์สลายหลักในวัฏจักรกรดซิตริกคือ CO2 (คาร์บอนไดออกไซด์) และ H2O (น้ำ) พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างกระบวนการออกซิเดชั่นจะถูกใช้ในห่วงโซ่ทางเดินหายใจเพื่อฟอสโฟรีเลต ADP ไปยัง ATP ดังนั้นจึงถูกเก็บไว้ในช่วงเวลาสั้น ๆ

การสลายกลูโคสลงในน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์อย่างสมบูรณ์ด้วยการเติมออกซิเจนนั้นให้ประสิทธิผลมากกว่า แต่มีข้อเสียคือสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้สภาวะที่เป็นพิษเท่านั้นกล่าวคือภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจนระดับโมเลกุลอยู่ในปริมาณที่เพียงพอ เมื่อจำเป็นต้องใช้กล้ามเนื้อโครงร่างที่มีประสิทธิภาพสูงการจัดหาออกซิเจนไปยังเซลล์กล้ามเนื้อจะช้าเกินไปดังนั้นพวกเขาจึงต้องดึงพลังงานที่จำเป็นจากไกลโคไลซิส

ข้อดีอีกอย่างของไกลโคไลซิสคือความเร็วในกระบวนการสูงซึ่งหลายเท่าของความเร็วในการแปลงภายในวงจรกรดซิตริก

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

Glycolysis เป็นหนึ่งในกระบวนการเมตาบอลิซึมที่เก่าแก่และเสถียรที่สุดของสิ่งมีชีวิตในแง่วิวัฒนาการ Glycolysis อาจถูกสร้างขึ้นเป็นหนึ่งในกระบวนการเผาผลาญขั้นพื้นฐานเมื่อ 3.5 พันล้านปีก่อนก่อนที่จะมีการพัฒนาสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เนื่องจากสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีความสามารถในการไกลโคไลซิสและใช้เพื่อสร้างพลังงาน

มีเพียงความผิดปกติหรือโรคบางอย่างเท่านั้นที่มีความเกี่ยวข้องอย่างชัดเจนกับความผิดปกติของไกลโคไลซิส การรบกวนในกระบวนการไกลโคไลซิสนำไปสู่ผลร้ายแรงต่อเซลล์เม็ดเลือดแดง (เม็ดเลือดแดง)

เนื่องจากไม่มีไมโตคอนเดรียจึงอาศัยแหล่งพลังงานผ่านไกลโคไลซิส หากการจ่ายพลังงานถูกรบกวนจะเกิดการแตกของเม็ดเลือดแดงเช่นเยื่อหุ้มเม็ดเลือดแดงละลายและฮีโมโกลบินผ่านเข้าสู่ซีรั่มโดยตรง โดยปกติจะมีความบกพร่องในเอนไซม์ไพรูเวทไคเนสจึงทำให้กระบวนการไกลโคไลซิสหยุดชะงัก

อีกสาเหตุหนึ่งที่นำไปสู่อาการคล้ายกันนี้สามารถพบได้ในเม็ดเลือดแดงหากไม่มีเอนไซม์ที่จำเป็น KKR (ไอโซเอนไซม์ของไพรูเวทไคเนส)

โรค Tarui (โรค Tarui) เป็นหนึ่งในโรคไม่กี่โรคที่ขัดขวางกระบวนการไกลโคไลซิสโดยตรง เป็นโรคเก็บไกลโคเจน กลูโคสส่วนเกินในซีรั่มในเลือดจะถูกร่างกายเปลี่ยนเป็นน้ำตาลพอลิเมอร์ (ไกลโคเจน) ชั่วคราวซึ่งจะถูกเปลี่ยนกลับเป็นกลูโคสในภายหลังหากจำเป็นเพื่อที่จะถูกเผาผลาญผ่านทางไกลโคไลซิส

ในกรณีของโรค Tarui ความบกพร่องทางพันธุกรรมที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมทำให้เกิดการขาด phosphofructokinase ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ทำให้เกิด phosphorylation และการเปลี่ยนกลูโคสเป็นฟรุกโตส -1,6-biphosphate (ขั้นตอนที่ 3 ในไกลโคไลซิส) การขาดเอนไซม์ทำให้ไกลโคไลซิสถูกขัดจังหวะเพื่อให้กล้ามเนื้อโครงร่างไม่ได้รับพลังงานอย่างเหมาะสมกล้ามเนื้อกระตุกที่เจ็บปวดและโรคโลหิตจางจากเม็ดเลือดแดงเยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดงแตกตัวพัฒนา