Glikolisis

The Glikolisis mengandungi pada manusia dan hampir semua organisma multiselular pemecahan gula sederhana yang dikawal secara biokatalitik seperti D-glukosa.

Proses degradasi dan penukaran glukosa menjadi piruvat berlaku dalam sepuluh langkah berturut-turut dan boleh berlaku sama dalam keadaan aerobik dan anaerobik.

Glikolisis digunakan untuk menghasilkan tenaga, dan piruvat memberikan tahap awal pertama untuk sintesis biokimia bahan tertentu. Pecahan karbohidrat berkualiti tinggi (pelbagai gula) juga melalui glikolisis setelah dipecah menjadi gula sederhana.

Apa itu glikolisis?

Glikolisis adalah proses metabolik pusat untuk pemecahan gula D-glukosa sederhana dan berlaku di dalam sel-sel di sitosol, bahagian cair dari plasma sel.

Glikolisis adalah proses metabolik pusat untuk pemecahan gula D-glukosa sederhana dan berlaku di dalam sel-sel di sitosol, bahagian cair dari plasma sel. Proses degradasi berlaku dalam 10 langkah individu yang dikendalikan secara enzimatik berturut-turut. Produk akhir dari keseimbangan total dari glikolisis per molekul glukosa adalah 2 molekul piruvat, 2 nukleotida ATP dan 2 nukleotida NADH.

10 langkah individu boleh dibahagikan kepada dua fasa, fasa penyediaan dari langkah 1 hingga langkah 5 dan fasa amortisasi dari langkah 6 hingga 10. Fasa penyediaan adalah negatif secara negatif untuk metabolisme, sehingga tenaga dalam bentuk 2 ATP mesti dibekalkan. Hanya fasa amortisasi yang positif secara bertenaga, sehingga pada keseimbangan terdapat penambahan tenaga dalam bentuk 2 nukleotida ATP dan 2 nukleotida NADH.

Dalam dua langkah pertama glikolisis, 2 kumpulan fosfat dipindahkan ke glukosa, yang berasal dari 2 nukleotida ATP (adenosin trifosfat) dan yang dengan itu diubah menjadi nukleotida ADP (adenosin difosfat).

Walaupun glikolisis hingga pembentukan piruvat tidak bergantung sama ada keadaan oksik (aerobik) atau anoksik (anaerobik) berlaku, metabolisme piruvat selanjutnya bergantung pada apakah oksigen tersedia atau tidak. Namun, secara tegas, proses pemecahan dan penukaran selanjutnya tidak lagi tergolong dalam glikolisis.

Fungsi & tugas

Glikolisis adalah salah satu proses metabolik pusat yang paling penting dan paling kerap berlaku dalam sel. Tugas dan fungsi glikolisis terdiri daripada metabolisme bertenaga dan bahan dari D-glukosa gula sederhana.

ATP, yang diperoleh sebagai sebahagian daripada metabolisme tenaga dengan penambahan tenaga dan pemindahan kumpulan fosfat ke nukleotida ADP, berfungsi sebagai pembawa tenaga dan pembekal tenaga. Laluan melalui ATP mempunyai kelebihan bahawa tenaga disimpan sebentar dan tidak hilang melalui pelesapan haba. Di samping itu, ATP dapat dibawa ke tempat di mana tenaga diperlukan dalam jarak dekat.

Glikolisis positif yang bertenaga juga memberikan piruvat kepada sel. Ia boleh dimasukkan ke dalam kitaran asid sitrik dan rantai pernafasan berikutnya dengan "memakan" oksigen dalam keadaan oksik dalam mitokondria sel untuk penjanaan tenaga selanjutnya, atau ia dapat digunakan sebagai bahan permulaan untuk sintesis bahan yang diperlukan.

Produk pemecahan utama dalam kitaran asid sitrik adalah CO2 (karbon dioksida) dan H2O (air). Tenaga yang dikeluarkan semasa proses pengoksidaan digunakan dalam rantai pernafasan untuk fosforilasi ADP ke ATP dan oleh itu disimpan dalam waktu yang singkat.

Pemecahan lengkap glukosa ke air dan karbon dioksida dengan penambahan oksigen secara energetik lebih produktif, tetapi mempunyai kelemahan bahawa ia hanya boleh berlaku dalam keadaan oksik, iaitu di bawah keadaan di mana oksigen molekul tersedia dalam jumlah yang mencukupi. Apabila prestasi tinggi otot rangka diperlukan, bekalan oksigen ke sel-sel otot terlalu lambat, sehingga mereka harus mengambil tenaga yang diperlukan dari glikolisis.

Kelebihan lain dari glikolisis adalah kelajuan prosesnya yang tinggi, iaitu berkali-kali kelajuan penukaran dalam kitaran asid sitrik.

Penyakit & penyakit

Glikolisis merangkumi salah satu proses metabolisme tertua dan paling stabil dari organisma hidup dari segi evolusi. Glikolisis mungkin terbentuk sebagai salah satu proses metabolik asas 3.5 bilion tahun yang lalu, jauh sebelum perkembangan organisma multisel, kerana semua organisma mampu glikolisis dan menggunakannya untuk menghasilkan tenaga.

Hanya beberapa gangguan atau penyakit yang diketahui yang secara eksplisit dikaitkan dengan gangguan glikolisis. Gangguan dalam proses glikolisis menyebabkan kesan serius pada sel darah merah (eritrosit).

Kerana mereka tidak mengandungi mitokondria, mereka bergantung pada bekalan tenaga melalui glikolisis. Sekiranya bekalan tenaga terganggu, hemolisis berlaku, iaitu membran eritrosit larut dan hemoglobin masuk terus ke dalam serum. Biasanya terdapat kekurangan enzim piruvate kinase, sehingga proses glikolisis terganggu.

Sebab lain yang membawa kepada simptom yang serupa dapat dijumpai pada eritrosit itu sendiri sekiranya tidak mempunyai enzim KKR yang diperlukan (isoenzyme pyruvate kinase).

Penyakit Tarui (penyakit Tarui) adalah salah satu dari beberapa penyakit yang secara langsung mengganggu proses glikolisis. Ia adalah penyakit simpanan glikogen. Glukosa yang berlebihan dalam serum darah untuk sementara ditukarkan oleh tubuh menjadi gula polimerik (glikogen), yang kemudian diubah kembali menjadi glukosa jika perlu, untuk dimetabolismekan melalui glikolisis.

Dalam kes penyakit Tarui, kecacatan genetik yang diwarisi menyebabkan kekurangan fosfofruktokinase, enzim yang menyebabkan fosforilasi dan penukaran glukosa menjadi fruktosa-1,6-bifosfat (langkah ke-3 dalam glikolisis). Kekurangan enzim menyebabkan glikolisis terganggu sehingga otot rangka tidak dibekalkan dengan tenaga.Kekejangan otot yang menyakitkan dan anemia hemolitik, membran sel darah merah yang merosot, berkembang.