Kas ir glikolīze?

Tā kā šis notikums ietver arī brīvās enerģijas izdalīšanos, to uzskata par termodinamisku reakciju. Gala rezultāts ir adenozīna-5′-trifosfāta (ATP) un reducētā nikotīnamīda adenīna dinukleotīda (NADH) sintēze – divi nukleotīdi, kas ir galvenās DNS sastāvdaļas un ir svarīgi pareizai vielmaiņas darbībai. Lai gan glikolīze ir vienkāršs anaerobās šūnu elpošanas un fermentācijas piemērs, ir jāveic desmit reaktīvas darbības, kas ietver vairākus katalizatora enzīmus un starpproduktu savienojumus.

Pirmais notikums, kas notiek glikolīzē, izmanto enerģiju, ko nodrošina heksokināzes glikolīzes enzīmi, lai cukura (glikozes) molekulu ar sešiem oglekļa atomiem pārvērstu divos savienojumos, kas satur trīs oglekļa atomus, vai glikozes 6-fosfātu. Pēc tam šī viela tiek pakļauta molekulārai pārkārtošanai, veidojot “laktātu” vai pienskābes anjonu. Enerģijas patēriņa “atmaksāšanās” glikolīzes agrīnajā fāzē ir sekojoša divu nikotīnamīda adenīna dinukleotīdu (NAD) ražošana, kam seko fosfātu grupas saistīšanās ar katru 3 oglekļa molekulu, kas rada 1,3-bisfosfoglicerātu. Tikmēr ūdeņradis reakcijā tiek izmantots, lai samazinātu NAD, iegūstot NADH. Visbeidzot, glikolīzes fermentu piruvāta kināzi izmanto, lai ražotu divus ATP katrai glikozes molekulai, kas iesaistīta glikolītiskajā reakcijā.

Glikolīze ir pamata vielmaiņas ceļš, kas, iespējams, attīstījās pirms miljardiem gadu. Tomēr, lai gan tas notiek gandrīz katrā dzīvā organismā, tas notiek ar dažādām izmaiņām. Piemēram, lai gan glikoze ir parastais tramplīns glikolīzes uzsākšanai, reakcijā var tikt iekļauti citi monosaharīdi. Turklāt laktāts nav vienīgais iespējamais glikolīzes blakusprodukts, par ko liecina oglekļa dioksīda un etanola ražošana, kad alus raugs tiek fermentēts. Visbeidzot, ne viss ogleklis obligāti tiek pārveidots par piruvātu, un to var izmantot, lai veicinātu citus ar oglekli saistītus ceļus.

Notiek arī disfunkcionāla glikolīze. Piemēram, vēža šūnām bieži ir glikolītiskais cikls, kas līdz pat 200 reizēm pārsniedz normālu šūnu ātrumu. Pazīstams kā Vorburga efekts, šis paātrinājums var notikt heksokināzes enzīmu pārpilnības vai skābekļa trūkuma dēļ, ko izraisa asins plūsmas trūkums šajā vietā. Līdzīgi glikozes metabolisma traucējumi tiek novēroti Alcheimera slimības gadījumā. Tomēr to, visticamāk, izraisa specifisku proteīnu uzkrāšanās, kas traucē fosforilāciju.