Бул макалада глюкоза кандай кычкылданарын карап чыгабыз. Углеводдор – полигидроксикарбонил түрүндөгү бирикмелер, ошондой эле алардын туундулары. Мүнөздүү өзгөчөлүктөр альдегид же кетон топторунун жана кеминде эки гидроксил тобунун болушу.
Түзүлүшү боюнча углеводдор моносахариддерге, полисахариддерге, олигосахариддерге бөлүнөт.
Моносахариддер
Моносахариддер гидролизденбей турган эң жөнөкөй углеводдор. Курамында кайсы топ бар экендигине жараша - альдегид же кетон, альдозалар (буларга галактоза, глюкоза, рибоза кирет) жана кетоздор (рибулоза, фруктоза) бөлүнөт.
Олигосахариддер
Олигосахариддер – курамында гликозиддик байланыштар менен байланышкан моносахариддердин экиден онго чейинки калдыктары бар углеводдор. Моносахарид калдыктарынын санына жараша дисахариддер, трисахариддер жана башкалар бөлүнөт. Глюкоза кычкылданганда эмне пайда болот? Бул кийинчерээк талкууланат.
Полисахариддер
Полисахариддергликозиддик байланыштар менен байланышкан ондон ашык моносахарид калдыктарын камтыган углеводдор. Полисахариддин курамында бирдей моносахарид калдыктары болсо, анда ал гомополисахарид (мисалы, крахмал) деп аталат. Мындай калдыктар башкача болсо, анда гетерополисахарид менен (мисалы, гепарин).
Глюкозанын кычкылданышынын мааниси кандай?
Адам организминдеги углеводдордун функциялары
Углеводдор төмөнкү негизги функцияларды аткарат:
- Энергия. Карбонгидраттардын эң маанилүү функциясы, анткени алар организмде энергиянын негизги булагы болуп кызмат кылат. Алардын кычкылдануусунун натыйжасында адамдын энергияга болгон муктаждыгынын жарымынан көбү канааттандырылат. Бир грамм углеводдун кычкылданышынын натыйжасында 16,9 кДж бөлүнүп чыгат.
- Резерв. Гликоген жана крахмал аш болумдуу заттарды сактоонун бир түрү.
- Структуралык. Целлюлоза жана башка кээ бир полисахариддик бирикмелер өсүмдүктөрдүн күчтүү негизин түзөт. Ошондой эле, алар липиддер жана белоктор менен бирге бардык клетка биомембрандарынын бир бөлүгү болуп саналат.
- Коргоочу. Кислота гетерополисахариддер биологиялык майлоочу ролду ойнойт. Алар бири-бирине тийип, сүртүлгөн муундардын беттерин, мурундун былжыр челдерин, тамак сиңирүү жолдорун сызышат.
- Антикоагулянт. Гепарин сыяктуу углеводдун маанилүү биологиялык касиети бар, тактап айтканда, кандын уюшун алдын алат.
- Углеводдор белоктордун, липиддердин жана нуклеиндик кислоталардын синтези үчүн зарыл болгон көмүртектин булагы.
Организм үчүн углеводдордун негизги булагы диеталык углеводдор болуп саналат - сахароза, крахмал, глюкоза, лактоза). Глюкозаны организмдин өзүндө аминокислоталардан, глицеринден, лактаттан жана пируваттан (глюконеогенез) синтездесе болот.
Гликолиз
Гликолиз глюкозанын кычкылдануу процессинин мүмкүн болгон үч формасынын бири. Бул процессте энергия бөлүнүп чыгат, ал кийинчерээк ATP жана NADHде сакталат. Анын бир молекуласы пируваттын эки молекуласына бөлүнөт.
Гликолиз процесси түрдүү ферменттик заттардын, башкача айтканда биологиялык мүнөздөгү катализаторлордун таасири астында жүрөт. Эң маанилүү кычкылдандыруучу агент кычкылтек, бирок гликолиз процесси кычкылтек жок болгондо да жүргүзүлүшү мүмкүн экенин белгилей кетүү керек. Гликолиздин мындай түрү анаэробдук деп аталат.
Анаэробдук типтеги гликолиз глюкозанын кычкылданышынын этаптуу процесси. Бул гликолиз менен глюкозанын кычкылдануусу толугу менен болбойт. Ошентип, глюкозанын кычкылданышы учурунда пируваттын бир гана молекуласы пайда болот. Энергетикалык пайда жагынан анаэробдук гликолиз аэробдукка караганда азыраак пайдалуу. Бирок, кычкылтек клеткага кирсе, анда анаэробдук гликолиз аэробдукка айланышы мүмкүн, бул глюкозанын толук кычкылданышы.
Гликолиз механизми
Гликолиз алты көмүртектүү глюкозаны үч көмүртектүү пируваттын эки молекуласына ажыратат. Бүт процесс беш даярдоо баскычына жана дагы бешке бөлүнөт, анын жүрүшүндө АТФ сакталатэнергия.
Ошентип, гликолиз эки этапта жүрөт, алардын ар бири беш этапка бөлүнөт.
Глюкозанын кычкылдануу реакциясынын №1 баскычы
- Биринчи этап. Биринчи кадам глюкоза фосфорлануусу болуп саналат. Сахариддин активдешүүсү алтынчы көмүртек атомунда фосфорлануу жолу менен ишке ашат.
- Экинчи этап. Глюкоза-6-фосфаттын изомеризация процесси жүрөт. Бул этапта глюкоза каталитикалык фосфоглюкоизомераза аркылуу фруктоза-6-фосфатка айланат.
- Үчүнчү этап. Фруктоза-6-фосфаттын фосфорлануусу. Бул этапта фосфофруктокиназа-1 таасири астында фруктоза-1,6-дифосфат (альдолаза деп да аталат) пайда болот. Ал фосфорил тобун аденозин трифосфор кислотасынан фруктозанын молекуласына чейин коштоого катышат.
- Төртүнчү этап. Бул этапта альдолазанын бөлүнүшү пайда болот. Натыйжада эки триоза фосфат молекуласы, атап айтканда кетоздор жана элдозалар пайда болот.
- Бешинчи этап. Триозафосфаттардын изомеризациясы. Бул этапта глицеральдегид-3-фосфат глюкозанын кийинки этаптарына жөнөтүлөт. Бул учурда дигидроксиацетонфосфаттын глицеральдегид-3-фосфат формасына өтүшү жүрөт. Бул өтүү ферменттердин таасири астында ишке ашат.
- Алтынчы этап. Глицеральдегид-3-фосфаттын кычкылдануу процесси. Бул этапта молекула кычкылданат, андан соң дифосфоглицерат-1, 3ке чейин фосфорланат.
- Жетинчи этап. Бул кадам фосфаттык топтун 1,3-дифосфоглицераттан ADPге өтүшүн камтыйт. Бул кадамдын акыркы натыйжасы 3-фосфоглицерат болуп саналатжана ATP.
2-этап - глюкозанын толук кычкылданышы
- Сегизинчи этап. Бул этапта 3-фосфоглицераттын 2-фосфоглицератка өтүшү ишке ашырылат. Өтүү процесси фосфоглицерат мутазасы сыяктуу бир ферменттин таасири астында ишке ашат. Глюкозанын кычкылдануусунун бул химиялык реакциясы магнийдин (Mg) милдеттүү катышуусу менен жүрөт.
- Тогузунчу этап. Бул этапта 2-фосфоглицераттын суусуздануусу пайда болот.
- Онунчу этап. Мурунку кадамдардын натыйжасында алынган фосфаттардын PEP жана ADPге өтүшү бар. Phosphoenulpyrovate ADP өткөрүлүп берилет. Мындай химиялык реакция магний (Mg) жана калий (K) иондорунун катышуусунда мүмкүн.
Аэробдук шарттарда бүт процесс CO2 жана H2O болот. Глюкозанын кычкылдануу теңдемеси мындай көрүнөт:
S6N12O6+ 6O2 → 6CO2+ 6H2O + 2880 кДж/моль.
Ошентип, глюкозадан лактат пайда болгондо клеткада NADH топтолбойт. Бул мындай процесс анаэробдук болуп саналат жана ал кычкылтек жок болгон учурда улана алат дегенди билдирет. Бул кычкылтек NADH тарабынан дем алуу чынжырына өткөрүлүп берилген акыркы электрон акцептору.
Гликолиттик реакциянын энергетикалык балансын эсептөө процессинде экинчи этаптын ар бир кадамы эки жолу кайталанарын эске алуу керек. Мындан биз биринчи этапта эки АТФ молекуласы сарпталат, ал эми фосфорлануу жолу менен экинчи этапта 4 АТФ молекуласы пайда болот деген жыйынтыкка келүүгө болот.субстрат түрү. Бул глюкозанын ар бир молекуласынын кычкылданышынын натыйжасында клетка эки ATP молекуласын топтойт дегенди билдирет.
Глюкозанын кычкылтек менен кычкылданышын карадык.
Глюкозанын анаэробдук кычкылдануу жолу
Аэробдук кычкылдануу – дем алуу чынжырында суутектин акыркы акцептору катары кызмат кылган кычкылтектин катышуусунда энергия бөлүнүп чыккан кычкылдануу процесси. Суутек молекулаларынын донору субстраттын кычкылданышынын аралык реакциясында пайда болгон коферменттердин (FADH2, NADH, NADPH) кыскарган түрү болуп саналат.
Аэробдук дихотомиялык типтеги глюкозанын кычкылдануу процесси адам организминдеги глюкозанын катаболизминин негизги жолу болуп саналат. Гликолиздин бул түрү адам денесинин бардык ткандарында жана органдарында жүргүзүлүшү мүмкүн. Бул реакциянын натыйжасы глюкоза молекуласынын сууга жана көмүр кычкыл газына бөлүнүшү. Андан кийин бөлүнүп чыккан энергия ATPде сакталат. Бул процессти болжол менен үч этапка бөлүүгө болот:
- Глюкозанын молекуласын пирувус кислотасынын жуп молекуласына айландыруу процесси. Реакция клетканын цитоплазмасында болот жана глюкозанын ыдырашынын белгилүү бир жолу болуп саналат.
- Пирувус кислотасынын кычкылдануу декарбоксилденишинин натыйжасында ацетил-КоАнын пайда болуу процесси. Бул реакция клеткалык митохондрияда ишке ашат.
- Кребс циклиндеги ацетил-КоАнын кычкылдануу процесси. Реакция клеткалык митохондрияда жүрөт.
Бул процесстин ар бир этабында,дем алуу чынжырынын ферменттик комплекстери менен кычкылданган коферменттердин кыскартылган формалары. Натыйжада, глюкоза кычкылданганда АТФ пайда болот.
Коферменттердин пайда болушу
Аэробдук гликолиздин экинчи жана үчүнчү стадияларында пайда болгон коферменттер түздөн-түз клеткалардын митохондрияларында кычкылданышат. Муну менен катар аэробдук гликолиздин биринчи этабынын реакциясында клетка цитоплазмасында пайда болгон NADH митохондриялык мембраналар аркылуу өтүү мүмкүнчүлүгүнө ээ эмес. Суутек цитоплазмадагы NADHден клеткалык митохондрияга трансфер циклдары аркылуу өтөт. Бул циклдердин ичинен эң негизгисин ажыратууга болот - малат-аспартат.
Андан соң цитоплазмалык NADH жардамы менен оксалоацетат малатка чейин томондолот, ал өз кезегинде клеткалык митохондрияга кирип, андан кийин митохондриялык NADды азайтуу үчүн кычкылданат. Оксалоацетат аспартат түрүндө клетка цитоплазмасына кайтып келет.
Гликолиздин модификацияланган формалары
Гликолиз кошумча 1, 3 жана 2, 3-бифосфоглицераттардын бөлүнүп чыгышы менен коштолушу мүмкүн. Мында 2,3-бифосфоглицерат биологиялык катализаторлордун таасири астында гликолиз процессине кайтып келип, андан кийин өзүнүн формасын 3-фосфоглицератка өзгөртө алат. Бул ферменттер ар кандай ролду ойнойт. Мисалы, 2, 3-бифосфоглицерат, гемоглобинде табылган, кычкылтектин кыртыштарга өтүшүнө өбөлгө түзөт, ошол эле учурда кычкылтек менен эритроциттердин диссоциацияланышына жана жакындыгынын төмөндөшүнө салым кошот.
Тыянак
Көптөгөн бактериялар гликолиздин түрүн анын ар кандай баскычтарында өзгөртө алат. Бул учурда алардын жалпы санын кыскартууга же ар кандай ферменттик бирикмелердин аракетинин натыйжасында бул стадияларды өзгөртүүгө болот. Кээ бир анаэробдор углеводдорду башка жолдор менен ажыратуу жөндөмүнө ээ. Көпчүлүк термофилдерде эки гана гликолиттик фермент бар, атап айтканда энолаза жана пируваткиназа.
Глюкозанын организмде кандай кычкылданарын карап чыктык.
