Transcript Glikolízis

Slide 1

1. GLIKOLÍZIS
A glikolízis az eukarióta sejt legalapvetőbb lebontó, energiaszerző folyamata.
Évmilliárdokkal ezelőtt alakult ki, amikor még alig volt elemi oxigén a Földön.
Ezért nem is vesz benne részt oxigén. Az eukarióta sejt saját plazmájában zajlik,
nem endoszimbionta sejtszervecske végzi tehát. Mitokondriumaink nélkül mi is csak
erre az energiatermelő reakcióra volnánk képesek.
Köztes termékei a felépítő anyagcsere fontos alapanyagaivá is válhatnak, másfelől
a glükóztól eltérő anyagok lebomlási termékei is „becsatlakozhatnak”a folyamatába.
LÉNYEGE:

A 6 szénatomos glükóz bontása és oxidálása 2 db 3 szénatomos
piroszőlősavig, aminek során redukált NADH+H+ koenzim és ATP keletkezik.

HELYE:

A citoplazma

!

Két fő szakasza van: 1. A hexóz bontása két triózzá
2. A triózok oxidálása karbonsavakká

Tartalomhoz


Slide 2

információért kattints a reakció számára

ATP

ATP

dihidroxi aceton-P
2
3
4
ADPKettéhasad a hexóz molekula egy aldotriózra és egy
ADP
5
A foszfátcsoport a 3. szénatomról a 2.-ra
vele izomer
ketotriózra.
A kettéhasítás
értelme
kerül. foszfátot
A dihidroxi-aceton
(ketotrióz)
egyaz,
2 Pi
ugyanazokkal
azátalakítja
enzimekkel
kétsszer
annyi
glükóz
lebontásának
első
az „szabadult
ún. aktiváció,
egy foszfátcsoport
Hogy a molekula hogy
másikizomeráz
vége
Az előző,
is A
aktiválható
oxidációs
lépésben
annyilépése
energia
fel”ami
(később
elmagyarázom,hozzákapcsolását
enzim
glicerinaldehid-3energiatermelő
lépést
majd
végezni
jelenti
alehet
molekulához.
Ennek
céljaazáltal,
is van, hogy
melyek
közül
a legfontosabb,
hogy
a nagy,
Vízlépések
lép
ki,foszfáttá
skezdetén
amiért),
molekulában
kettős
kötés
jön
létre.
A
molekula
vége
is
(Katalizáló
enzim:
foszfoglicerinsavTejsavas
erjesztést
végeznek
például
azaktiválódik,
aldózból
ketózt
csinál
egy
hogy
izomeráz
az
most
betárolható
egytöbb
ATP-be
ADP-re
ülteti
rá a másik
Azlegyen,
energianyerő
az
1. szénatom
(aldotrióz),
mert
aoxidálódik,
következő
6
glükóz
glükózonként.
Másik
értelme
az,
hogy
a
triózok
poláros
foszfátcsoport
kiváló
„fogantyút”
jelent
az
enzimek
számára,
hogy
erősen
tudják
kötni
glükóz-6-foszfát
hogy
majd
a
kettéhasítás
is tudjanak
mutáz)
joghurtot,
uborkát, után
enzim. egy szabad (szervetlen)
foszfátcsoportot
egy enzim.
Az észterkötés oxigénje aludttejet,
a szénatomon
marad,kovászos
a hidrogén
fruktóz-6-P
miközben
foszfátcsoport
(Pi = „inorganikus
lépésnek
ez
az alapanyaga.
fruktóz-1-6-bifoszfát
sokoldalúbban
alapanyagok
akövetők
felépítő
azhasználható
aktívkarbonsav
helyükön
alesz
szubsztrátot.
Ettől
kezdve
az
utolsó itt
lépésekig
foszfátcsoport
fog
kötődni a
(glükóz-6-P)
((A folyamatokat
egy
könyvelő
pontosságával
fejébe
ará.
későbbiekben
szöget
dolgozni
az enzimek
a darabokkal.
savanyú
káposztát
számunkra
„elkészítő”
pedig
az
ADP
láncvégi
foszfátcsoportjáról
került
A
termék
már
jólüthet,
láthatóan
foszfát”) hozzákapcsolódik.
Aldehidből
(pontosabban
A
lebontási
folyamatok
attól
függően,
2 NAD+
számára.
Nem
minden
molekula
megy
molekulákhoz.
hogy anyagcsere
itt egy
olyan
vízmolekula
szabadul
fel,
amellyel
nem
elszámolni
a folyamatok
tejsavbaktériumok,
karbonsav:
glicerinsav-3-foszfát.
Összesen
kétfogunk
ATP illetve
keletkezett,
ezzel
megdeishiányos
térült a
egyelőre egy karbonsav
foszfátésztere).
Figyeljük
meg,
hogy
eddig
Innentől
minden
reakció
kétszer
történik
hogy
milyen
élőlényben
vagyunk,
ugyanis
végig
a aktivációs
glikolízis
teljes
folyamatán.
legvégén,
égéstermékkel.
Nos,
ennek
a víznek
megfelelő
vízmennyiség
a 7.(Az
reakcióban
aktivációt
végző
enzimek
nevében
oxigénellátottságuk
esetén ezt
végzik
a
kezdeti
lépések
energiaköltsége.
ennek a szénatomnak
+1mint
volt
azaoxidációs
száma,
míg
most
márSzükség
+3!
Az
meg
(:
két
darabbal
egyszer-egyszer).
A
hogy
van-e
a sejtben
elérhető
oxigén,
esetén
elvonhatja
őket
a
sejt
szintézisek
irányába.
Az
aktiváció
energiaigényes
folyamat,
amelyért
egy
ATP-t
kell
áldozni
(az
ATP
+hidrolízisekor
képződött
ATP
fogisfelvevődni,
így fogja pótolni a foszfátcsoport
szénatomon
feltűnhet
szócska.
A kinázok
mi vázizomrostjaink
is.aA„kináz”
felhalmozódott
(Katalizálóezenzim:
foszfohexóz
izomeráz)
glicerinaldehid-3-P
oxidálószer
esetben
NAD
koenzim,
ez viszi
elezért
akülönböző
hidrogéneket
reakciók
felírásában
szerepel
innen
irányokbaegyébként).
mehetnek
foszfátcsoportja
kerül
át
a
szubsztrátra
Ez
az
áldozat
azonban
később
megtérül!
hagyott
oxigénjét.))
mind
foszforilációt
végző
enzimek.)
tejsav
az egyika P-csoportot
oka az izomláznak!
(Katalizáló
enzim:
foszfoglicerinsav-kináz;
bár itt pont
eltávolítja
a
(egyet a trióztól, egyet a mostantól
foszforsav
észterkötést
létrehozó
oxigénjéről),
minden
reakciópartnerből
tovább:
oxidatív
irányba
a citrát-kör
felé,
(Katalizáló
enzim:
aldoláz;
aldoláz
enzimmel
fogunk
molekuláról
a
kináz
enzim,
a
reakció
fordítottját
ugyanúgy
képes
katalizálni.
Az
enzim
ő maga tehát redukálódik.
kettő.
vagy
valamelyik
erjedési folyamatba.
még találkozni
a fotoszintézis
sötétszakaszában!)
(Katalizáló
enzim:
hexokináz)
(Katalizáló
enzim:
enoláz)
(Katalizáló
enzim: foszfofruktokináz)
(Katalizáló enzim:
tejsav-dehidrogenáz)
elnevezése
bármelyik
irányról
lehetséges)
2 NADH + H+
2 ADP
2
ADP
(Katalizáló enzim: glicerinaldehid-3-foszfát-dehidrogenáz)
(Katalizáló enzim: triózfoszfát-izomeráz)
1

6

2

2
2 NADH
+ H+

7

2

2 ATP

8

2

9

2
2 H2O

2

10

11

+

2 ATP

Ez a lépés már a mitokondriumban megy végbe, ahová a piroszőlősav
A kötésátrendeződések
folytán
mobilizálhatóvá
vált annyi
elszállítódott.
A karboxil-csoport
szenemegint
és két oxigénje
CO2 formájában
glicerinsav-2-P
glicerinsav-3-P
foszfoenol-piroszőlősav
glicerinsav-1-3-biP
energia,
hogy az alkalmat
teremtpedig
ATP koenzim-A
előállítására.
A 7. reakcióban
eltávozik,
a visszamaradó
acetilcsoport
molekulához
+
látotthoz
módon
ADP-re
keülnek
kapcsolódik.
Ez ishasonló
oxidáció,
melyben
NAD
az az aktiváló
12
2 NADH
foszfátcsoportok. A 3. szénatom harmadik
hidrogénje az ATP
Bizonyos
szerzők
ezt a lépést
isbaktériumfaj
glikolízis
részének
(bár a A
helyszín
már
+azzal
H+ tekintik
Alkoholos
erjesztésre
számos
képes,
mégis
elsősorban
az (egysejtű
láncvégi
foszfátjáról
származik
(illetve
ekvivalens).
erjedési folyamatok
2ebben
nem
a citoplazma),
megközelítésben
teháttalálkozhatunk
a glikolízis végterméke
eukarióta)
élesztőgombák
kapcsán
vele.sok,
Két fő felhasználási
képződő
két
ATP aatevékenysége
glikolízis nettó
energianyeresége!
Nem
+.
+
acetil-KoA
ésvan
CO2elég
és 4cukor,
NADH+H
+ szerint
2 NAD
területede
a két
reakciótermék
alakul:
az
alkoholgyártásban
ha
bizonyos
élőlények
ezzel
is beérik. az etilalkohol a lényeg,
13
2 NADH
míg
a
CO
(„mustgáz”)
melléktermék
csupán,
a
keltészták
készítésénél
ellenben
a
CO
teszi
A
képződő
piroszőlősav
a
glikolízis
végtermékének
tekinthető.
2
2
(Katalizáló enzim: piroszőlősav dehidrogenáz)
+ H+
habossáNagyon
a tésztát,
míg
alkohol sütés
közben
elpárolog.
fontos
alapanyaga
számos
felépítő
folyamatnak, 2
de tovább
2 az
is bomolhat.
2 NAD+
(Katalizáló enzim: piroszőlősav dekarboxiláz)
tejsav
etanol
(Katalizáló enzim: piroszőlősav-kináz)
következő dia
Tartalomhoz

2 NAD+
piroszőlősav
(piruvát)

KoA
S

2

2 acetil-KoA

citrát-körbe


Slide 3

HONNAN JÖN AZ ENERGIA?

(ÍNYENCEKNEK…)

Felmerülhet a kérdés, hogy miért és mi módon szabadul fel a glikolízis során az az energia, amely az ATP
előállításának energiaigényét fedezi.
A kérdés veleje és a válasz lényege úgy érthető meg legjobban, ha összehasonlítjuk a glicerinaldehid és a tejsav
szerkezetét. Tejsavas erjedés során ez a két anyag áll a redoxfolyamatok kezdetén és végén.
Ha jól megnézed, látható, hogy a két molekula
csupán két atomcsoport pozíciójában
különbözik!

glicerinaldehid
tejsav

tejsav

Hogyan lehetséges, hogy több ATP-re elegendő
energia nyerhető egy összességében csupán
ekkora változtatással?

Nos, mint tudjuk, az oxidáció elektronvesztést jelent egy erős elektronvonzó képességű oxidálószerrel szemben. Habár
az anaerob glikolízisben és erjedésben – mint látható – nem történik nettó elektronvesztés, a glicerinaldehidből tejsavvá
alakulás során mégis történik egy molekulán belüli részleges oxidáció: szén és hidrogénatomok elektronjai részben
átkerülnek oxigénatomok „fennhatósága alá”, vagyis a hidrogének és szenek részben oxidálódnak, míg az oxigének
részben redukálódnak.
Az aldehid  sav átalakulással ugyanis –COOH (karboxil-) csoport jön létre. Bár az oxigének oxidációs számai nem
változnak, mégis tudható, hogy a karboxilcsoportban a kötő elektronok igen mobilisak, és ezért az elektronéhes
oxigénatomok jól magukhoz tudják vonzani őket (vagyis részlegesen oxidálni). Ennek köszönhető a karbonsavak savassága
is: a –COOH csoport hidrogénjének kötő elektronját az oxigének annyira „ki tudják sajátítani”, hogy szegény hirdogén-ion
(proton) inkább oldatba megy…
A savmaradék –COOEzért szabadulhat fel jelentős, ATP-szintzisre is
csoportja delokalizált elektronfelhővel rendelkező, igen stabil
fordítható energiamennyiség a glicerinaldehid –
struktúra, így a karbonsav jóval alacsonyabb energiaszinten áll,
tejsav átalakulás köztes lépéseiben!
mint egy (akár ugyanolyan atomokból álló) aldehid.
Tartalomhoz