ГЛИКОЛИЗА

- Гликолизата е универзален метаболитички пат во сите живи организми. Регулацијата на гликолизата е добро проучена и позната. Гликолизата игра централна метаболитичка улога во генерирање на енергија и создавање на метаболитички интермедиери за други метаболитички патишта.

Гликолиза значи „слатко“ и „ослободување“, терминот е коректен бидејќи гликолизата претставува метаболичен пат при кој шеќерите од шест јаглеродни атоми (кои се слатки по вкус) ги ослободуваат, давајќи соединение со три јаглеродни атоми-пируват.

Разградбата на глукозата да пируват се изведува целосно еднакво во анаеробни и аеробни услови, а само натамошната судбина на пируватот е различна, во зависност од условите. Гликозата претставува разградба на глукозата преку фруктоза -1,6-би-фосфат и 3-фосфоглицерат до пируват, при што од една молекула на глукоза се добиваат две молекули пируват.

До добивањето на пируват не може да се разграничат 2 различни фази:

I Прва фаза: фаза на енергетско инвестирање

- Во оваа фаза се случува претворба на еден мол хексоза фосфат во два мола триоза фосфат, при што фосфорилацијата настанува на сметка на конверзија на ATP во ADP. Во овој степен се внесува енергија од 2 мола ATP.

- Во почетниот степен на гликолизата, глукозата и другите моносахариди се подготвуваат за влегување во процесот на разградба, на тој начин што неутралната молекула на моносахаридот треба да се преведе во енергетско побогато соединение.

Клетката секогаш работи економично, па и тука сите моносахариди ги преведува во заедничко соединение, глукоза 6- фосфат.

Хексокиназата е ниско специфичен ензим и затоа може да ги фосфолира и манозата и фруктозата, галактозата и пентозите на положба 6, односно 5. реакцијата на хексокиназата е иреверзибилна и се одвива со потрошувачка на АТР.

 

глукоза                                     глукоза-6-фосфат

                        хексокиназа

                          (Mg⁺²)                               глукоза фосфат

                                                                         изомераза

                                          

      фруктоза-6-фосфат

 

фруктоза-1-6-        АТР            фосфофруктокиназа

бифосфатаза          ADP                      (Mg⁺²)

                                       фруктоза-1,6-бифосфат

                                                                       

                                                    алдолаза

                 дихидроксиацетон                                 глицералдехид

                         фосфат                                                 3-фосфат     

                                                   триозофосфат

          изомераза

Глукоза-1-фосфат кој се создава од разградба на гликоген, се наоѓа на исто енергетско ниво како и глукоза-6-фосфат, па затоа глукоза-1-фосфат преминува во глукоза-6-фосфат, без дополнителна потрошувачка на  АТР и под дејство на ензимот фосфоглукомутаза.

- Во втората реакција на гликолизата глукоза-6-фосфат преминува во фруктоза-6-фосфат. Оваа реакција е катализирана од ензимот глукоза фосфат изомераза. Реакцијата е рверзибилна.

- Третата реакција на гликолизата е слична со првата по тоа што претставува уште едно место на активација, со потрошувачка на вториот мол АТР. Енергијата за преведување на фруктоза-6-фосфат во фруктоза-1,6-бифосфат ја дава АТР, а ја пренесува ензимот фосфофруктокиназа,  која како и сите кинази работи во присуство на двовалентни магнезиумови јони. Од енергетска гледна точка реакцијата е иреверзибилна, поради промената на енергијата. Ензимот фосфофруктокиназа е алостеричен ензим, кој има битна улога во регулацијата на гликолизата. Регулацијата на ензимите преку метаболити се заснова на концептот на алостеричка регулација. Алостеричко значи „друга структура“. Алостеричните модулатори може да се врзат за друго место, различно од активниот центар и може да предизвикаат активација или инхибиција.

Ензимот фосфофруктокиназа е регулиран преку:

·         висока концентрација на АТР, кој ја инхибира фосфофруктокиназата

·         ниска концентрација на ADP, кој ја стимулира фосфофруктокиназата

·         висока концентрација на АМР, кој ја стимулира фосфофруктокиназата

·         висока концентрација на цитрат, кој ја инхибира фосфофруктокиназата

Според тоа АТР и цитратот се алостерични инхибитори, додека ADP и АМР се алостерички активатори.

- Фруктоза-1,6-бис-фосфатазата

се јавува како катализатор на обратната реакција но тоа не е сосема исправно: тој го конвертира фруктоза-1,6-бифосфатот во фруктоза-6-фосфат но не прекудефосфорилација, оваа реакција не го регенерира АТР. Ова е дво-ензимски систем кој овозможува глуколизата и глукогенезата да бидат поцврсто регулирани.

- Во четвртата етапа енергетски богатиот фруктоза-1,6-бифосфат се разложува на два шеќера и по 3 јаглеродни атоми.

Реакцијата ја катализира еден ензим од класата на лиази, алдолаза. Тоа е многу распространет ензим, за чија каталитичка активност се битни слободните SH групи. Според промената на слободната енергија рамнотежата на алдолазната р-ја би требало да биде на страна на фруктоза-1,6-бифосфат. Меѓутоа рамнотежата е на страна на триозите затоа што едната од нив глицералдехид-3-фосфат е супстрат на следната реакција. Тој постојано излегува од р-јата поради што рамнотежата постојано се поместува на десно. Од исти причини, односно да би се обезбедиле доволни количества глицералдехид 3-фосфат за натамошно разградување, и дихидроксиацетон фосфатот реверзибилно поминува во глицералдехид 3-фосфат. Оваа р-ја е катализирана со ензимот триоза фосфат изомераза. Со добивање на две триози, завршува првиот степен на гликолизата. Во него сите хексози се преведуваат во заеднички продукт глицералдехид 3-фосфат, (под дејство на серија ензими), што значи од една хексоза со 6 јаглеродни атоми се создале 2 триози со по 3 јаглеродни атоми. За оваа разградба се потрошени 2 мола АТР.