Glikolizė ir gliukoneogenezė
Ląstelės energiją ima hidrolizuodamos ATP molekules. ATP (adenozino trifosfatas) taip pat žinomas kaip biologinio pasaulio „valiuta“ir yra susijęs su daugeliu ląstelių energijos sandorių. ATP sintezei reikia, kad ląstelės atliktų egzergonines reakcijas. Tiek glikolizės, tiek gliukoneogenezės keliuose yra devyni tarpiniai produktai ir septynios fermentų katalizuojamos reakcijos. Šių takų reguliavimas gyvūnų ląstelėse apima vieną ar du pagrindinius kontrolės mechanizmus; alosterinis reguliavimas ir hormoninis reguliavimas.
Kas yra glikolizė?
Glikolizė arba glikolitinis kelias yra dešimties pakopų reakcijų seka, paverčianti vieną gliukozės molekulę arba bet kurį iš kelių susijusių cukrų į dvi piruvato molekules, susidarant dviem ATP molekulėms. Glikolizės keliui nereikia deguonies, kad jis galėtų vykti ir aerobinėmis, ir anaerobinėmis sąlygomis. Visos šiame kelyje egzistuojančios tarpinės būsenos turi arba 3, arba 6 anglies atomus. Visas reakcijas, esančias glikolizės kelyje, galima suskirstyti į penkias kategorijas: fosforilo perkėlimą, fosforilo poslinkį, izomerizaciją, dehidraciją ir aldolio skilimą.
Glikolizės reakcijos seką galima suskirstyti į tris pagrindinius etapus. Pirmoji gliukozė sulaikoma ir destabilizuojama. Tada molekulė su 6 anglies atomais padalijama į molekules, turinčias du ar tris anglies atomus. Glikolizės kelias, kuriam nereikia deguonies, vadinamas fermentacija ir jis identifikuojamas pagal pagrindinį galutinį produktą. Pavyzdžiui, gyvūnų ir daugelio bakterijų gliukozės fermentacijos produktas yra laktatas; taip vadinama laktato fermentacija. Daugumoje augalų ląstelių ir mielių galutinis produktas yra etanolis, taigi vadinamas alkoholine fermentacija.
Kas yra gliukoneogenezė?
Gliukogenogenezė apibrėžiama kaip gliukozės ir kitų angliavandenių sintezės procesas iš trijų ar keturių anglies pirmtakų gyvose ląstelėse. Paprastai šie pirmtakai yra ne angliavandenių pobūdžio; Piruvatas yra labiausiai paplitęs pirmtakas daugelyje gyvų ląstelių. Anaerobinėmis sąlygomis piruvatas virsta laktatu ir yra naudojamas kaip pirmtakas šiame kelyje.
Daugiausia gliukoneogenezė vyksta kepenyse ir inkstuose. Pirmosios septynios reakcijos gliukoneogenezės kelyje įvyksta paprasčiausiai pakeitus atitinkamas reakcijas glikolizės kelyje. Tačiau ne visos reakcijos yra grįžtamos glikolizės kelyje. Todėl keturios apeinamosios gliukoneogenezės reakcijos apeina trijų glikolitinių etapų negrįžtamumą (1, 3 ir 10 žingsniai).
Kuo skiriasi glikolizė ir gliukoneogenezė?
• Trys iš esmės negrįžtamos glikolio kelio reakcijos apeinamos gliukoneogenezės kelyje per keturias aplinkkelio reakcijas.
• Gliukogenogenezė yra anabolinis kelias, o glikolizė - katabolinis kelias.
• Glikolizė yra eksergoninis kelias, todėl gaunama du ATP vienai gliukozei. Norint nukreipti gliukozės susidarymo procesą, norint atlikti gliukoneogenezę, reikia susieti šešių fosfoanhidrido jungčių (keturių iš ATP ir du iš GTP) hidrolizę.
• Gliukoneogenezė daugiausia vyksta kepenyse, o raumenyse ir kituose įvairiuose audiniuose - glikolizė.
• Glikolizė yra gliukozės ir kitų angliavandenių katabolizavimo procesas, o gliukoneogenezė - cukrų ir polisacharidų sintezės procesas.
Pirmosios septynios reakcijos gliukoneogenezės kelyje įvyksta paprasčiausiai pakeitus atitinkamas reakcijas glikolizės kelyje.
• Glikolizėje naudojamos dvi ATP molekulės, tačiau susidaro keturios. Todėl grynasis vienos gliukozės derlingumas yra du. Kita vertus, glikoneogenezė sunaudoja šešias ATP molekules ir sintetina vieną gliukozės molekulę.
