Enzymes rolle i cellulær respiration

Cellular respiration er den proces, hvor celler omdanner glukose (et sukker) til kuldioxid og vand. I processen frigøres energi i form af et molekyle kaldet adenosintrifosfat, eller ATP. Fordi ilt kræves for at udføre denne reaktion, betragtes cellulær respiration også som en type "brændende" reaktion, hvor et organisk molekyle (glukose) oxideres eller forbrændes, hvilket frigiver energi i processen.

Celler kræver ATP-energi at udføre alle de funktioner, der er nødvendige for livet. Men hvor meget ATP har vi brug for? Hvis vores egne celler ikke erstattede ATP konstant gennem cellulær respiration, ville vi bruge næsten hele vores kropsvægt i ATP på en dag.

Cellulær respiration finder sted i tre trin: glykolyse, citronsyrecyklus og oxidativ fosforylering.
Enzymer

Enzymer er proteiner, der katalyserer eller påvirker hastigheden af kemiske reaktioner, uden at de selv ændres i processen. Specifikke enzymer katalyserer hver cellulær reaktion.

Enzymernes vigtigste rolle under respirationsreaktionen er at hjælpe med at overføre elektroner fra et molekyle til et andet. Disse overførsler kaldes "redox" -reaktioner, hvor tabet af elektroner fra et molekyle (oxidation) skal falde sammen med tilsætningen af elektroner til et andet stof (reduktion).
Glykolyse

Dette første trin i respirationen reaktion finder sted i cytoplasma eller væske i cellen. Glykolyse består af ni separate kemiske reaktioner, der hver katalyseres af et specifikt enzym.

De vigtigste spillere i glykolysen er enzymet dehydrodgenase og et coenzym (ikke-proteinhjælper) kaldet NAD +. Dehydrodgenase oxiderer glukose ved at fjerne to elektroner derfra og overføre dem til NAD +. I processen "opdeles" glukose i to molekyler af pyruvat, som fortsætter reaktionen.
Citronsyrecyklussen -

Det andet trin i respirationsreaktionen finder sted inde i en celleorganel kaldet mitochondria, som på grund af deres rolle i ATP-produktion kaldes "kraftfabrikker" til cellen.

Lige inden citronsyrecyklussen starter, bliver "pyruvat" plejet for reaktionen ved at omdannes til et højenergistof kaldet acetyl coenzym A eller acetyl-CoA.

Specifikke enzymer placeret i mitokondrierne kraft derefter de mange reaktioner, der udgør citronsyrecyklus (også kendt som Krebs cyklus) ved at omorganisere kemiske bindinger og deltage i flere redox reaktioner .

Efter afslutningen af dette trin forlader elektronbærende molekyler citronsyrecyklussen og begynder det tredje trin.
Oxidativ fosforylering

Det sidste trin i respirationsreaktionen, også kaldet elektrontransportkæde, er hvor energien gy payoff forekommer for cellen. I løbet af dette trin driver ilt en kæde af elektronbevægelse over mitokondriens membran. Denne overførsel af elektroner giver enzymets ATP-syntases evne til at producere 38 molekyler af ATP.