Glykolýza zahŕňa biokatalyticky riadený rozklad jednoduchých cukrov, ako je D-glukóza u ľudí a takmer vo všetkých mnohobunkových organizmoch. Proces degradácie a premeny glukóza na pyruvát vyskytuje sa v desiatich po sebe nasledujúcich krokoch a môže sa vyskytovať za aeróbnych aj anaeróbnych podmienok. Glykolýza sa používa na výrobu energie a pyruvát poskytuje počiatočný predchodca biochemickej syntézy určitých látok. Členenie vyššieho rádu sacharidy (polysacharidy) tiež podlieha glykolýze po rozdelení na jednoduché cukry.
Čo je to glykolýza?
Glykolýza je centrálny metabolický proces pre odbúravanie jednoduchých látok cukor D-glukóza a vyskytuje sa v bunkách v cytosole, tekutej časti bunkovej plazmy. Glykolýza je centrálny metabolický proces pre odbúravanie jednoduchých látok cukor D-glukóza a prebieha v bunkách v cytosole, tekutej časti bunkovej plazmy. Proces degradácie sa uskutočňuje v 10 po sebe nasledujúcich enzymaticky riadených jednotlivých krokoch. Konečné produkty celkom vyvážiť z glykolýzy na molekulu glukózy sú 2 pyruvát molekuly, 2 ATP nukleotidy a 2 NADH nukleotidy. 10 jednotlivých krokov možno rozdeliť do dvoch fáz, prípravnej fázy od kroku 1 do kroku 5 a amortizačnej fázy od kroku 6 do 10. Prípravná fáza je energeticky negatívna pre metabolizmus, takže energia musí byť dodávaná vo forme 2 ATP. Iba fáza amortizácie je energeticky pozitívna, čo vedie k zisku čistej energie vo forme 2 nukleotidov ATP a 2 nukleotidov NADH. V každom z prvých dvoch krokov glykolýzy 2 fosfát skupiny sa prevedú na glukózu odvodenú od 2 nukleotidov ATP (adenozín trifosfát), ktoré sa tým konvertujú na ADP nukleotidy (adenozíndifosfát). Zatiaľ čo glykolýza až do tvorby pyruvátu nezávisí od toho, či prevládajú oxické (aeróbne) alebo anoxické (anaeróbne) podmienky, ďalší metabolizmus pyruvátu závisí od toho, či kyslík je k dispozícii alebo nie. Avšak prísne povedané, ďalšie procesy degradácie a premeny už nie sú súčasťou glykolýzy.
Funkcia a úloha
Glykolýza je jedným z najdôležitejších a najbežnejších centrálnych metabolických procesov, ktoré sa vyskytujú v bunke. Úlohou a funkciou glykolýzy je energetická a materiálna metabolizácia jednoduchých látok cukor D-glukóza. Nositeľom energie a dodávateľom energie v tomto procese je ATP, ktorá sa získava v priebehu roka energetický metabolizmus dodávkou energie a prenosom a fosfát skupina na ADP nukleotid. Trasa cez ATP má výhodu v tom, že energia sa krátkodobo ukladá a nestráca sa stratou tepla. Okrem toho môže byť ATP transportovaný na krátke vzdialenosti do miesta, kde je momentálne potrebná energia. Energeticky pozitívna glykolýza dodatočne dodáva bunke pyruvát. Môže byť zavedený do citrátového cyklu a následného dýchacieho reťazca pri „konzumácii“ kyslík za oxických podmienok v mitochondrie buniek na ďalšiu výrobu energie alebo sa môže použiť ako východiskový materiál pre syntézu potrebných látok. V citrátovom cykle CO2 (uhlík oxid uhličitý) a H2O (voda) sa vyrábajú ako hlavné degradačné produkty. Energia uvoľnená počas oxidačného procesu sa v dýchacom reťazci použije na fosforyláciu ADP na ATP, a tak sa krátkodobo uskladní. Úplná degradácia glukózy na voda a uhlík oxid uhličitý s prídavkom kyslík je energeticky produktívnejší, ale má nevýhodu, že sa môže uskutočňovať iba za oxických podmienok, tj za podmienok, za ktorých je molekulárny kyslík dostupný v dostatočnom množstve. Ak sa od kostrových svalov vyžaduje vysoká výkonnosť, je prísun kyslíka do svalových buniek príliš pomalý, takže musia čerpať potrebnú energiu z glykolýzy. Ďalšia výhoda glykolýzy spočíva v jej vysokej rýchlosti procesu, ktorá dosahuje násobok konverzného pomeru v citrátovom cykle.
Choroby a choroby
Glykolýza predstavuje jeden z najstarších a najstabilnejších metabolických procesov živých organizmov v evolučnej histórii. Je pravdepodobné, že glykolýza sa vyvinula ako jeden zo základných metabolických procesov už pred 3.5 miliardami rokov, dávno pred vývojom mnohobunkových organizmov, pretože všetky živé organizmy sú schopné glykolýzy a využívajú ju na výrobu energie. Existuje iba niekoľko známe poruchy alebo ochorenia, ktoré sú výslovne kauzálne spojené s poruchou glykolýzy. Poruchy hlavne v priebehu glykolýzy viesť k vážnym účinkom v červenej farbe krv bunky (erytrocyty). Pretože neobsahujú mitochondrie, závisia od dodávky energie glykolýzou. Ak dôjde k narušeniu dodávky energie, dôjde k hemolýze, tj. Membránam erytrocyty rozpustiť a hemoglobín prechádza priamo do séra. Spravidla je nedostatok enzýmu pyruvátkináza, takže je proces glykolýzy prerušený. Ďalšou príčinou vedúcou k podobným príznakom môže byť erytrocyty sami, ak nemajú dostatok potrebného enzýmu KKR (izoenzým pyruvátkinázy). Taruiova choroba (Taruiova choroba) je jednou z mála chorôb, ktoré spôsobujú priame narušenie procesu glykolýzy. Je to choroba ukladania glykogénu. Nadbytok glukózy v krv sérum telo dočasne premieňa na polymérne cukry (glykogén), ktoré sa neskôr premieňajú späť na glukózu, ak je potrebné ju metabolizovať (metabolizovať) glykolýzou. V prípade Taruiho choroby je v dôsledku dedičného genetického deficitu nedostatok fosfofruktokinázy, enzýmu, ktorý spôsobuje fosforyláciu a premenu glukózy na fruktóza-1,6-bifosfát (3. krok v rámci glykolýzy). Nedostatok enzýmov spôsobuje prerušenie glykolýzy, takže kostrové svaly nie sú správne zásobované energiou. Bolestivé svalové kŕče a hemolytické anémia, rozpustenie červenej membrány krv bunky.
