Hvad er nødvendigt for glycolyse at tage sted?

Glycolyse er den 10-trins metaboliske respiration af sukker glukosen, der giver kemisk energi til brug af en celle. Forskere betragter glycolyse som en gammel åndedrætsvej, fordi det kan forekomme i fravær af ilt, hvilket er, hvordan det kunne tillade overlevelse af primitive anaerobe bakterier, der forudgjorde Jordens iltatmosfære. Ingredienslisten for glycolyse omfatter en levende celle, enzymer, glucose og energioverføringsmolekylerne nikotinamid adenin-dinukleotid (NAD +) og adenosintrifosfat (ATP).

Sukker

Basisindgangen til glycolyse er sukker. Normalt er det anvendte sukker glucose, men enzymer kan omdanne andre 6-carbon-sukkerarter, såsom galactose og fructose, til mellemliggende stoffer, der kommer ind i glycolysepaden nedstrøms for udgangspunktet for glucose. Planter skaber glukose under fotosyntese, og sukkeret er tilgængeligt i en bred vifte af fødevarer direkte eller som stivelse og cellulose, der bryder ned i glukose. Glukose opløses i vand og kan ved hjælp af enzymer nemt transporteres ind i eller ud af en celle afhængigt af dens relative koncentrationer på hver side af en cellemembran.

Enzymer

Enzymer er proteiner, der fungerer som katalysatorer til biokemiske reaktioner. Enzymer sænker den energi, der er nødvendig for at drive en reaktion uden at blive brugt op af processen. Glucose-transportenzymer hjælper celler med at importere glukose, men det første enzym inden for glykolysebanen er hexokinase, der omdanner glucose til glucose-6-phosphat (G6P). Dette første trin udtømmer glucosekoncentrationen af ​​cellen, hvorved yderligere glucose diffunderes ind i cellen. G6P-produktet diffunderer ikke let ud af cellen, så hexokinase i virkeligheden låses op et glukosemolekyle til brug af cellen. Ni andre enzymer deltager i glykolyse.

ATP

ATP er et coenzym, der gemmer, transporterer og frigiver kemisk energi i celler. Et ATP-molekyle indeholder tre phosphatgrupper, der hver er holdt af en høj-energi-binding. ATP giver kemisk energi, når enzymer fjerner en eller flere phosphatgrupper. I den omvendte reaktion bruger enzymer energi ved tilsætning af fosfater til precursorer, hvilket resulterer i produktion af ATP. Glykolyse bruger to ATP-molekyler til at komme i gang, men producerer fire ATP'er i sidste trin, hvilket giver et nettoudbytte på to ATP'er.

NAD +

NAD + er et oxiderende coenzym, der accepterer elektroner og protoner fra andre molekyler, der skaber den reducerede form NADH. I den omvendte reaktion virker NADH som et reduktionsmiddel, der donerer elektroner og protoner, når det oxideres tilbage i NAD +. NAD + og NADH anvendes i en række biokemiske veje, herunder glycolyse, der kræver et oxidations- eller reduktionsmiddel. Glykolyse anvender to molekyler NAD + pr. Glukosemolekyle, der producerer to NADH'er såvel som to hydrogenioner og to molekyler vand. Slutproduktet af glycolyse er pyruvat, som cellen kan metabolisere yderligere for at give en stor mængde ekstra energi.