Hvad er brofasen af ​​glycolyse?

Celler udfører konstant biokemiske reaktioner for at vokse, reproducere, vedligeholde deres strukturer og reagere på deres omgivelser. Alt dette tager energi, som cellen høster ved at nedbryde organiske molekyler i reaktioner, der frigiver den kemiske bindingsenergi mellem atomer. Glycolyse og citronsyrecyklussen, også kendt som Krebs-cyklen, er to vigtige energiforsyningsspor. De er forbundet med brofasen, en reaktion kaldet pyruvat-decarboxylering.

Broen

(Ref 1) Formålet med glykolyse er at nedbryde glukosen med seks kulstofsukker i forskellige stoffer, mens lagring af frigivet energi i andre molekyler, herunder adenosintrifosfat (ATP) og reduceret nikotinamid-adenindinukleotid (NADH). Et biprodukt af glycolyse er pyruvsyre, som indeholder tre carbonatomer, fire hydrogenatomer og tre oxygenatomer. Tre-trins broreaktionen omdanner pyruvinsyre til acetyl CoA, et input til citronsyrecyklus. Tre enzymer katalyserer trinene med pyruvat-decarboxylering.

Pyruvatdekarboxylering

Reaktionen, der fjerner kuldioxid fra pyruvinsyre kræver et biokemisk tripleenzym, kaldet pyruvat-dehydrogenasekomplekset, der indeholder mange proteinunderenheder . Enzymerne forkortes E1 til E3. Reaktionen kræver tilstedeværelse af oxygen, og processen er en del af celleets aerobiske respirationscyklus. E1-enzymet ekstraherer CO2-molekylet fra pyruvat. E1 katalyserer også reaktioner, der bruger restanten, en acetylgruppe, til at fremstille et lipoatmolekyle indeholdende et par svovlatomer. E2 overfører acetylgruppen til coenzym A til dannelse af acetyl CoA, indgangen til Krebs-cyklen. I det sidste trin hjælper E3 med at oxidere lipoatresteret, hvilket resulterer i produktion af NADH.

Rolle af mitokondrier

I glukolys starter glukose en lang kæde af kemiske reaktioner, der giver pyruvat og energi. Disse reaktioner forekommer i celleets flydende komponent eller cytosol, som ikke er lukket inde i en organel. Fælles organeller indbefatter kernen, mitokondrier, endoplasmatiske retikulum og Golgi-apparater. Pyruvat optages af mitokondrier af eukaryote celler, der indeholder en organiseret kerne, hvor den deltager i produktionen af ​​acetyl CoA. Den mitokondriske hæmning af pyruvat forhindrer andre anvendelser af pyruvat, såsom produktion af glukose i leveren.

Energiudbytte

Betydningen af ​​brosteget er, at det giver mulighed for et meget stort udbytte af ekstraheret energi fra det oprindelige glucosemolekyle. Glycolyse producerer et ringe energiforbrug, målt ved nettoproduktionen af ​​kun to ATP og to NADH molekyler. Pyruvatdecarboxylering og citronsyrecyklus producerer to ATP, men den store udbetaling er produktionen af ​​otte NADH-molekyler, der hver kan konverteres til tre ATP'er gennem andre aerobe respirationsprocesser. Derfor er brofasen direkte eller indirekte ansvarlig for produktionen af ​​yderligere 24 ATP'er.