15. Анаэробный распад глюкозы: реакции и биологическое значение. Энергетика процесса.

Анаэробный гликолиз — сложный ферментативный процесс распада глюкозы, который протекает в тканях человека и животных без потребления кислорода. Конечным продуктом гликолиза является молочная кислота (лактат).  12

Реакции анаэробного гликолиза включают несколько этапов:

1. Первый этап — подготовительный, здесь происходит затрата энергии АТФ, активация глюкозы и образование из неё триозофосфатов. 2

2. Вторая реакция необходима для выведения ещё одного атома углерода из кольца для его последующего фосфорилирования (фермент глюкозофосфат-изомераза). В результате образуется фруктозо-6-фосфат. 2

3. Третья реакция — фермент фосфофруктокиназа фосфорилирует фруктозо-6-фосфат с образованием почти симметричной молекулы фруктозо-1,6-дифосфата. Эта реакция является главной в регуляции скорости гликолиза. 2

4. Четвёртая реакция — фруктозо-1,6-дифосфат разрезается пополам фруктозо-1,6-дифосфат-альдолазой с образованием двух фосфорилированных триоз-изомеров — альдозы глицеральдегида (ГАФ) и кетозы диоксиацетона (ДАФ). 2

5. Пятая реакция подготовительного этапа — переход глицеральдегидфосфата и диоксиацетонфосфата друг в друга при участии триозофосфатизомеразы. 2

6. Второй этап — освобождение энергии, содержащейся в глицеральдегидфосфате, и запасание её в форме АТФ. 2

7. Последняя реакция бескислородного окисления глюкозы, одиннадцатая — образование молочной кислоты из пирувата под действием лактатдегидрогеназы. 24

Биологическое значение анаэробного гликолиза заключается в образовании богатых энергией фосфорных соединений. Благодаря гликолизу организм человека и животных определённый период может осуществлять ряд физиологических функций в условиях недостаточности кислорода.  1

Энергетика процесса: энергетическая эффективность гликолиза в анаэробных условиях составляет 2 молекулы АТФ на одну молекулу глюкозы. При этом только 24 000 калорий энергии, выделяемой при расщеплении каждой молекулы глюкозы, используется для образования АТФ, что составляет чуть больше 3% общего количества выделившейся энергии.

16. Аэробный гликолиз. Этапы, реакции и биологическое значение. Энергетика процесса.

Аэробный гликолиз — это специфический путь катаболизма глюкозы, по которому окисляется до 80% моносахарида, поступившего в клетку. Процесс включает три этапа:

1. Специфический путь катаболизма глюкозы до пирувата (аэробный гликолиз). 4

2. Окислительное декарбоксилирование пирувата до ацетил-СоА. 4

3. Окисление ацетил-СоА в цикле трикарбоновых кислот до СО2 и Н2О. 4

Этапы распада глюкозы до пирувата:

1. Превращение глюкозо-6-фосфата в две молекулы фосфотриоз: глицеральдегид-3-фосфат и диоксиацетонфосфат. 4

2. Окисление глицеральдегид-3-фосфата до 3-фосфоглицериновой кислоты. 4

3. Превращение 3-фосфоглицериновой кислоты в пируват. 4

Реакции гликолиза включают в себя химические перестройки следующего типа:

• расщепление шестиуглеродного скелета глюкозы на два трёхуглеродных пирувата; 2

• фосфорилирование АДФ до АТФ, осуществляемое при отрыве фосфата от соединений с высоким потенциалом переноса фосфата, образующихся при гликолизе; 2

• перенос иона Н+ к НАД+ с образованием восстановленного НАДН. 2

Биологическое значение гликолиза заключается в том, что у аэробных организмов он служит прелюдией к циклу трикарбоновых кислот и цепи переноса электронов, в ходе которых запасается большая часть свободной энергии, содержащейся в глюкозе.  1

Энергетика процесса: суммарный выход гликолиза составляет 2 молекулы АТФ на молекулу глюкозы, поскольку 2 молекулы АТФ расходуются в подготовительном этапе. Кроме того, во втором этапе гликолиза часть энергии запасается при образовании двух молекул восстановленного НАДH на одну молекулу глюкозы.