úvod
Rozklad glukózy začína v každej bunke rovnako. Glykolýza (z gréckeho glykys, sladký, a lysis, rozklad) je postupnosť desiatich krokov, ktoré prebiehajú v cytoplazme a kyslík nepotrebujú. Je to najstaršia metabolická dráha, mali ju už prvé baktérie v ére bez kyslíka.
teória
Dve fázy
Investičná fáza (kroky 1 až 5). Bunka do glukózy vloží 2 ATP. Fosfátové skupiny glukózu uväznia v bunke a pripravia ju na rozštiepenie. V kroku 4 sa šesťuhlíkatá molekula rozštiepi na dve trojuhlíkaté a od kroku 5 pokračujú dve rovnaké molekuly glyceraldehyd-3-fosfátu.
Výnosová fáza (kroky 6 až 10). Každá trióza sa oxiduje, pri čom vznikne NADH, a dvakrát odovzdá fosfát na ADP. Keďže trióz je dvojnásobok, vzniknú 4 ATP a 2 NADH.
vyskúšaj si
Desať krokov glykolýzy
Krok 1 z 10: glukóza → glukóza-6-fosfát. Enzým: hexokináza. Čo sa pri tomto kroku deje?
0 / 0- 1. hexokináza
- 2. fosfoglukoizomeráza
- 3. fosfofruktokináza
- 4. aldoláza
- 5. triózafosfátizomeráza
- 6. glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenáza
- 7. fosfoglycerátkináza
- 8. fosfoglycerátmutáza
- 9. enoláza
- 10. pyruvátkináza
Kde v bunke prebieha glykolýza?
0 / 0teória
Účet
Glukóza + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 Pᵢ → 2 pyruvát + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 ATP + 2 H₂O
| ATP | NADH | |
|---|---|---|
| investičná fáza | −2 | 0 |
| výnosová fáza | +4 | +2 |
| spolu | +2 | +2 |
Zapamätaj si: glykolýza rozkladá glukózu na dve molekuly pyruvátu. Prebieha v cytoplazme a nepotrebuje kyslík. Bunka do nej vloží 2 ATP a získa 4 ATP, čistý zisk sú 2 ATP. Je to málo, väčšinu energie z glukózy získa bunka až v mitochondriách s pomocou kyslíka.
Substrátová fosforylácia
V krokoch 7 a 10 sa fosfát prenesie priamo z energeticky bohatej molekuly (1,3-bisfosfoglycerát, fosfoenolpyruvát) na ADP. Tomuto spôsobu tvorby ATP hovoríme substrátová fosforylácia. Odlišuje sa od oxidačnej fosforylácie v mitochondriách, kde ATP vzniká pomocou protónového gradientu.
Regulácia
Tri kroky glykolýzy sú prakticky nevratné: 1 (hexokináza), 3 (fosfofruktokináza) a 10 (pyruvátkináza). Hlavným regulačným bodom je fosfofruktokináza. Keď má bunka veľa ATP a citrátu, enzým sa spomalí. Keď pribudne AMP, teda bunka energiu míňa, zrýchli sa. Glykolýza sa tak prispôsobuje spotrebe.
Osud pyruvátu
- S kyslíkom: pyruvát vstúpi do mitochondrie, odštiepi sa z neho CO₂ a zvyšok sa naviaže na koenzým A. Vznikne acetyl-CoA a NADH. Acetyl-CoA vstupuje do Krebsovho cyklu.
- Bez kyslíka: pyruvát prevezme elektróny z NADH, aby sa obnovilo NAD⁺. Vo svaloch vznikne laktát, v kvasinkách etanol a CO₂. O tom je ďalšia lekcia.
Iné cukry
Fruktóza z ovocia a medu vstupuje do glykolýzy v pečeni až za regulačným krokom fosfofruktokinázy, preto sa z nej ľahko tvoria tuky. Galaktóza z mlieka sa najprv premení na glukóza-6-fosfát. Glukóza z glykogénu vstupuje ako glukóza-1-fosfát bez investície ATP v prvom kroku, preto z nej bunka získa 3 ATP namiesto 2.
rozšírenie Rakovinové bunky a glykolýza
Už v roku 1924 si Otto Warburg všimol, že nádorové bunky rozkladajú obrovské množstvo glukózy glykolýzou a tvoria laktát, aj keď majú kyslíka dosť. Využíva to vyšetrenie PET: pacient dostane glukózu s rádioaktívnym fluórom a nádory, ktoré ju hltajú, sa na snímke rozsvietia.
teória
Časté chyby
- „Glykolýza prebieha v mitochondrii.“ Prebieha v cytoplazme.
- „Z glykolýzy sú 4 ATP.“ Vzniknú 4, ale 2 sa vložili, čistý zisk sú 2.
- „Glykolýza potrebuje kyslík.“ Nepotrebuje. Kyslík potrebujú až ďalšie dráhy.
- „Pyruvát je odpad.“ Je to križovatka: ide do Krebsovho cyklu alebo sa pri kvasení premení na laktát či etanol.
Čo sa s pyruvátom stane bez kyslíka, ukáže lekcia Kvasenie.