Гликолиз

Гликолиз (грек, glykys — тәтті, lysis — еру) — адам мен жануарлар организмдеріндегі арнайы ферменттердің әсерінен оттегсіз ортада көмірсулардың (негізінен глюкозаның) ыдырау процесі. Жануарлар организміндегі гликолиздің соңғы өнімі — сүт қышқылы. Гликолиз нәтижесінде бөлінген қуат (энергия) организмнің тіршілігі үшін пайдаланылады. Гликолиз организмдегі тыныс алу және ашу процестерімен тікелей байланысты.

Гликолиз схемасы

Гликолиздің дайындық кезеңі

Гликолиз - көпсатылы күрделі процесс, ол екі кезеңнен тұрады. Атап айтқанда:

1. дайындық кезеңі,
2. АТФ түзелетін кезең.

Гликолиздің дайындық кезеңі жасуша цитоплазмасында жүреді. Мұнда арнайы ферменттердің әсерімен энергиясы мол органикалық заттар энергиясы аз қарапайым заттарға дейін ыдырайды. Мысалы, көмірсулар -моносахаридтерге, майлар - май қышқылы мен глицеринге, нуклеин қышқылдары - нуклеотидтерге, ақуыз - аминқышқылдарына ыдырайды. Бұл заттар келесі жүретін реакциялардың бастамасы ретінде қолданылады.

Гликолиздің оттексіз (анаэробты) ыдырауы

Бұл саты жануарлар жасушасыңда бірінен соң бірі ферменттердің әсерінен жүретін 13 реакцияның жиынтығынан тұрады. Ферменттік реакциялардың алдыңғы баспалдақтарына алты көміртекті глюкоза, АДФ және фосфор қышқылы (Н₃РО₄) қатысады. Нәтижесінде сүт қышқылы, АТФ және су түзіледі:

С₆Н₁₂О₆ + 2Н₃РО₄ + 2АДФ → 2С₃Н₆О₅ + 2АТФ + 2Н₂О.

Спирттік ашу әрекеті де глюкозаның ашуына өте ұқсас болып келетін көп сатылы ферменттік реакция, оның жиынтық теңдеуі:

С₆Н₁₂О₆ + 2Н₃РО₄ + 2АДФ → 2СО₂ + 2С₂Н₅ОН + 2АТФ + 2Н₂О

Глюкозаның және спирттік ашу реакцияларында бір молекула глюкоза ыдырап, 2 молекула АТФ қышқылы түзіледі. Реакция нәтижесінде 200 кДж энергия босап шығады. Осы энергияның 80 кДж немесе 40%-ті АДФ-тің АТФ-ке айналуына жұмсалынса, ал 120 кДж немесе 60%-ті жасушада жылуға айналады. Көріп отырғанымыздай, реакцияға оттегі катыспайтын болғандықтан, бұл әрекет гликолиздің оттексіз ыдырауы деп аталады.

Гликолиздің оттекті (аэробты) ыдырауы

Гликолиздің толық ыдырауы немесе оттекті ыдырау митохондрияның жарғақшасында үздіксіз жүреді. Бұл әрекет, гликолиздің оттексіз ыдырауы сияқты, ферменттердің және фосфор қышқылының қатысуы арқылы жүзеге асады. Мұның оттексіз ыдыраудан айырмашылығы: оттектің қатысуымен глюкоза толық тотығып, СО₂ және Н₂О түзіледі. Ол ыдырау былай жүреді:

2С₃Н₆О₃ + 6О₂ + 36Н₃РО₄ + 36АДФ → 6СО₂ + 36АТФ + 42Н₂О.

Оттегі ыдырағанда 2600 кДж энергия бөлініп шығады. Екі молекула сүт қышқылы ыдырағанда оттегінің қатысуымен АДФ-дан АТФ-тің 36 молекуласы, яғни энергиясы мол 36 фосфатты байланыстар түзіледі. Гликолиздің оттекті ыдырау кезінде 2600 кДж энергиясының 1440 кДж немесе 54/0 -ті АТФ-тің химиялық байланыс энергиясына айналады. Оттегі қатысқандағы АТФ-тің ыдырауы кезінде энергияның түзілуі оттегі жоқ жердегімен салыстырғанда 18 есе артық синтезделеді.

Глюкозаның оттегі қатысқанда жүретін және оттексіз ыдырауының жиынтық теңдеуі мынадай:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + З8Н₃РО₄ + 38АДФ → 6СО₂ + 38АТФ + 44Н₂О

Аталған үш кезеңнің барысында түзілген энергия көзі АТФ, эндоплазмалық тордың қуысы арқылы, жасушаның энергия қажет жерлеріне тасылады. Глюкозаның оттексіз және оттекті ыдырауы кезінде бөлініп шыққан энергияның 80 кДж + 1440 кДж = 1520 кДж немесе 55% потенциалды энергия түрінде сақталып, жасушаның тіршілік барысында жұмсалады. Сондықтан да гликолиз сатысын энергетикалық алмасу деп атаймыз.

Гликолиз - көп сатылы бірнеше реакциялар жүйесі, сондықтан жоғарыдағы теңдеулер бұлардың барысы туралы түсінік бере алмайды. Реакцияның әр сатысы айрықша ферменттердің қатысуымен жүреді.