في هذه المقالة سنلقي نظرة فاحصة على التحلل الهوائي وعملياته وتحليل المراحل والخطوات. دعنا نتعرف على الأكسدة اللاهوائية للجلوكوز ، ونتعرف على التعديلات التطورية لهذه العملية ونحدد أهميتها البيولوجية.
ما هو تحلل السكر
تحلل الجلوكوز هو أحد الأشكال الثلاثة لأكسدة الجلوكوز ، حيث تكون عملية الأكسدة نفسها مصحوبة بإطلاق الطاقة ، والتي يتم تخزينها في NADH و ATP. في عملية تحلل السكر ، يتم الحصول على جزيئين من حمض البيروفيك من جزيء الجلوكوز.
التحلل الجلدي هو عملية تحدث تحت تأثير العديد من المحفزات البيولوجية - الإنزيمات. العامل المؤكسد الرئيسي هو الأكسجين - O2، ومع ذلك ، يمكن أن تستمر عمليات تحلل السكر في غيابه. هذا النوع من تحلل السكر يسمى التحلل اللاهوائي.
عملية تحلل السكر بغياب الأكسجين
التحلل اللاهوائي هو عملية تدريجية لأكسدة الجلوكوز حيث لا يتأكسد الجلوكوز تمامًا. يتكون جزيء واحد من حمض البيروفيك. ومع الطاقةوجهة نظر ، تحلل السكر بدون مشاركة الأكسجين (اللاهوائي) أقل فائدة. ومع ذلك ، عندما يدخل الأكسجين الخلية ، يمكن أن تتحول عملية الأكسدة اللاهوائية إلى عملية هوائية وتتقدم في شكل كامل.
آليات تحلل السكر
عملية تحلل الجلوكوز هي تحلل ستة كربون جلوكوز إلى ثلاثة كربون بيروفات على شكل جزيئين. تنقسم العملية نفسها إلى 5 مراحل من التحضير و 5 مراحل يتم فيها تخزين الطاقة في ATP.
عملية تحلل السكر من خطوتين و 10 خطوات على النحو التالي:
- 1 المرحلة 1 - فسفرة الجلوكوز. عند الكربون السادس في الجلوكوز ، يتم تنشيط السكاريد نفسه عن طريق الفسفرة.
- الخطوة 2 - أزمرة الجلوكوز 6 فوسفات. في هذه المرحلة ، يقوم الفسفوغلوكوزيميراز بشكل تحفيزي بتحويل الجلوكوز إلى فركتوز 6 فوسفات.
- المرحلة 3 - الفركتوز 6 فوسفات وفسفرته. تتكون هذه الخطوة من تكوين الفركتوز -1،6-ثنائي الفوسفات (الألدولاز) عن طريق عمل الفوسفوفركتوكيناز -1 ، والذي يصاحب مجموعة الفوسفوريل من حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك إلى جزيء الفركتوز.
- الخطوة 4 هي عملية انقسام الألدولاز لتشكيل جزيئين من ثلاثي الفوسفات ، وهما eldose و ketose.
- المرحلة 5 - ثلاثي الفوسفات وأزمرتها. في هذه المرحلة ، يتم إرسال glyceraldehyde-3-phosphate إلى المراحل اللاحقة من انهيار الجلوكوز ، ويتم تحويل فوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون إلى شكل glyceraldehyde-3-phosphate تحت تأثير الإنزيم.
- 2 ، المرحلة 6 (1) - Glyceraldehyde-3-phosphate وأكسدته - المرحلة التي يتأكسد فيها هذا الجزيء ويؤدي إلى الفسفرةثنائي فسفوغليسيرات -1 ، 3.
- المرحلة 7 (2) - تهدف إلى نقل مجموعة الفوسفات إلى ADP من 1.3-diphosphoglycerate. المنتجات النهائية لهذه الخطوة هي تكوين 3-فوسفوجليسيرات و ATP.
- الخطوة 8 (3) - الانتقال من 3-phosphoglycerate إلى 2-phosphoglycerate. تحدث هذه العملية تحت تأثير إنزيم فوسفوجليسيرات موتيز. الشرط الأساسي لتدفق تفاعل كيميائي هو وجود المغنيسيوم (Mg).
- الخطوة 9 (4) - 2 فسفوغليسيرتا مجففة.
- المرحلة 10 (5) - يتم نقل الفوسفات الناتج عن المراحل السابقة إلى ADP و PEP. يتم نقل الطاقة من الفوسفوينولبيروفات إلى ADP. يتطلب التفاعل وجود أيونات البوتاسيوم (K) والمغنيسيوم (Mg).
أشكال معدلة من تحلل السكر
يمكن أن يصاحب عملية تحلل السكر إنتاج إضافي من 1 و 3 و 2 ، 3-biphosphoglycerates. 2،3-فسفوغليسيرات ، تحت تأثير المحفزات البيولوجية ، قادرة على العودة إلى تحلل السكر وتمرر إلى شكل 3-فوسفوجليسيرات. يتنوع دور هذه الإنزيمات ، على سبيل المثال ، 2 ، 3-biphosphoglycerate ، في الهيموجلوبين ، يتسبب في انتقال الأكسجين إلى الأنسجة ، مما يعزز التفكك ويقلل من تقارب O2وكريات الدم الحمراء.
تقوم العديد من البكتيريا بتغيير أشكال تحلل السكر في مراحل مختلفة ، مما يقلل من عددها الإجمالي أو يعدلها تحت تأثير الإنزيمات المختلفة. يحتوي جزء صغير من اللاهوائية على طرق أخرى لتحلل الكربوهيدرات. العديد من محبي الحرارة لديهم فقط 2 من إنزيمات تحلل السكر على الإطلاق ، وهما إنوليز وبيروفات كيناز.
الجليكوجين والنشا والسكريات الثنائية وأنواع أخرى من السكريات الأحادية
التحلل الهوائي هو عملية متأصلة في أنواع أخرى من الكربوهيدرات ، وعلى وجه التحديد فهو متأصل في النشا والجليكوجين ومعظم السكاريد (المانوز والجلاكتوز والفركتوز والسكروز وغيرها). تهدف وظائف جميع أنواع الكربوهيدرات عمومًا إلى الحصول على الطاقة ، ولكنها قد تختلف في تفاصيل الغرض منها واستخدامها وما إلى ذلك. انهيار الجليكوجين. يمكن تخزين الجليكوجين نفسه في الجسم كمصدر احتياطي للطاقة. لذلك ، على سبيل المثال ، الجلوكوز الذي يتم الحصول عليه أثناء الوجبة ، ولكن لا يمتصه الدماغ ، يتراكم في الكبد وسيتم استخدامه عند نقص الجلوكوز في الجسم من أجل حماية الفرد من الاضطرابات الخطيرة في التوازن.
معنى تحلل السكر
تحلل السكر هو نوع فريد من نوعه ، ولكنه ليس النوع الوحيد من أكسدة الجلوكوز في الجسم ، وهي خلايا بدائيات النوى وحقيقيات النوى. إنزيمات تحلل السكر قابلة للذوبان في الماء. يمكن أن يحدث تفاعل تحلل السكر في بعض الأنسجة والخلايا بهذه الطريقة فقط ، على سبيل المثال ، في خلايا نيفرون الكبد والكبد. لا يتم استخدام طرق أخرى لأكسدة الجلوكوز في هذه الأعضاء. ومع ذلك ، فإن وظائف تحلل السكر ليست هي نفسها في كل مكان. على سبيل المثال ، الأنسجة الدهنية والكبد في عملية الهضم استخراج الركائز اللازمة من الجلوكوز لتخليق الدهون. تستخدم العديد من النباتات تحلل السكر كوسيلة لاستخراج الجزء الأكبر من طاقتها.
