Back to chapter

8.3:

خطوات تحلل الجلوكوز التي تطلق الطاقة

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Energy-releasing Steps of Glycolysis

Languages

Share

في النصف الثاني من تحلل الجلوكوز،يتأكسد جزيئي غلسرالديهايد-3 الفوسفات G3P،في التفاعل المحفز بإنزيم غلسرالديهايد فوسفات ديهيدروجينيز. وترتبط مجموعة الفوسفات بالسكر غير المستقر،مكونة 1, 3 ثنائي فوسفات الغلسرالديهايد. ونتيجة لذلك،يُطلق إلكترونان ذوي طاقة عالية واثنين من البروتونات ويلتقطها الحامل وهو نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيدات الزائد.مكونا جزيئين من NADH وأيوني هيدروجين. ثم ينقل إنزيم كيناز فسفوغلسرات مجموعة الفوسفات من جزيئات 1،3-ثنائي فسفوغلسرات إلى أدينوزين ثنائي الفوسفات،مكونا جزيئين من ATP و 3 فسفوغلسرات. ثم يحول إنزيم فسفوغليسيرات موتاز هذا الجزيء إلى مصاوغه 2-فوفوغليسريت والذي يسمح لإنزيم إينوليز بإطلاق جزيء الماء وتكوين هيكل جديد مزدوج الروابط،من بيروفات الإينول الفوسفاتية PEP.بمساعدة إنزيم بيروفات كينيز،وتزال مجموعات الفوسفات من PEP وتتصل ب ADP مكونة جزيئين آخرين من ATP،جنبا إلى جنب مع الناتج النهائي وهو البيروفات. وعند نهاية عملية تحلل الجلوكوز،ينتج جزيئي ATP جنبا إلى جنب مع جزيئي NADH وجزيئي بيروفات. ويمكن تكسير البيروفات أكثر،بواسطة الأوكسجين الموجود.بينما يستطيع NADH تمرير إلكتروناته إلى السلسلة الناقلة للإلكترونات لتجديد NAD زائد.

8.3:

خطوات تحلل الجلوكوز التي تطلق الطاقة

في حين أن المرحلة الأولى من تحلل الجلوكوز تستهلك الطاقة لتحويل الجلوكوز إلى ٣-جليسيرالديهيد فوسفات (G3P) ، فإن المرحلة الثانية تنتج الطاقة. يتم إطلاق الطاقة عبر سلسلة من التفاعلات التي تحول ٣_جليسيرالديهيد فوسفات إلى بيروفات. مرحلة إطلاق الطاقة ، الخطوات ٦-١٠ من تحلل السكر ، تحدث مرتين ، مرة واحدة لكل من السكريات المكونة من ٣ كربون والتي يتم إنتاجها خلال الخطوات ١-٥.

الخطوة الأولى لإطلاق الطاقة _ تعتبر الخطوة السادسة من تحلل السكر بشكل عام _ وتتكون من حدثين متزامنين: الأكسدة والفسفرة لـ ٣-جليسيرالديهيد فوسفات. يزيل حامل الإلكترون NAD+ هيدروجيناً واحداً من ٣-جليسيرالديهيد فوسفات ، مما يؤدي إلى أكسدة السكر ثلاثي الكربون وتحويل (اختزال) NAD+ لتكوين NADH و H+. يتم استخدام الطاقة المنبعثة لفسفرة ٣-جليسيرالديهيد فوسفات ، وتحويلها إلى ١ ، ٣-بيسفوسفوجليسيرات.

في الخطوة التالية ، ١ ، ٣-بيسفوسفوجليسيرات يحول أدينوسين ثنائي الفوسفات إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات عن طريق التبرع بمجموعة فوسفات ، و بالتالي تصبح ٣-فوسفوجليسريت. ثم يتم تحويل ٣-فوسفوجليسريت إلى ايزومر ، ٢-فوسفوغليسريت.

بعد ذلك ، يفقد ٢-فوسفوغليسريت جزيء ماء ، ليصبح الجزيء غير المستقر ٢-فسفوينولبيروفيت ، أو (PEP). ٢-فسفوينولبيروفيت يفقد بسهولة مجموعة الفوسفات إلى أدينوسين ثنائي الفوسفات ، و تحويلها إلى جزيء أدينوسين ثلاثي الفوسفات و تصبح بيروفات في هذه العملية.

تطلق مرحلة إطلاق الطاقة جزيئين من أدينوسين ثلاثي الفوسفات وجزيء واحد من NADH لكل سكر تم تحويله. لأنه يحدث مرتين _ لكل سكر ذو ٣-كربون منتج في المرحلة التي تتطلب الطاقة من تحلل السكر _ يتم إطلاق أربعة جزيئات أدينوسين ثلاثي الفوسفات واثنين من جزيئات NADH. وبالتالي ، بالنسبة لكل جزيء جلوكوز ، ينتج عن تحلل السكر صافي إنتاج اثنين من جزيئات أدينوسين ثلاثي الفوسفات (تنتج ٤ ناقص ٢ ، تستخدم خلال المرحلة التي تتطلب الطاقة) وجزيئين من (NADH).

ينتج تحلل السكر جزيئين من ٣-كربون بيروفات من جزيء جلوكوز ٦-كربون. في وجود الأكسجين ، يمكن تقسيم البيروفات إلى ثاني أكسيد الكربون في دورة كريبس ، وإطلاق العديد من جزيئات أدينوسين ثلاثي الفوسفات. يتكدس NADH في الخلية ، حيث يمكن تحويله مرة أخرى إلى NAD+ واستخدامه لمزيد من تحلل السكر.