Täielik oksüdeerumine glükoosi. glükoosi oksüdatsioonireaktsioon

See artikkel vaatleb, kuidas glükoosi oksüdeerimise. Süsivesikud on poligidroksikarbonilnogo tüüpi ühendeid ja nende derivaate. Iseloomulike - esinemine aldehüüdi või ketooni rühmade ja vähemalt kahte hüdroksüülrühma.

Oma struktuuris, süsivesikud jagunevad monosahhariidid, polüsahhariidid, oligosahhariidid.

monosahhariidid

Monosahariidid on lihtsaim süsivesikuid, mida ei saa hüdrolüüsida. Sõltuvalt sellest, millist rühm on esindatud kompositsioonis - aldehüüdi või ketooni eraldatakse aldoos (nende hulka galaktoos, glükoos, riboos) ja ketoosid (ribuloos, fruktoos).

oligosahhariidide

Oligosahhariidid on süsivesikud, mis koosnevad 2-10 monosahhariidi päritolu jääkidele liitunud glükosiidisidemetega. Sõltuvalt arvu monosahhariidijäägist eristada disahhariidid trisahhariidide, ja nii edasi. See on moodustunud glükoosi oksüdeerimise? See arutatakse hiljem.

polüsahhariide

Polüsahhariidid on süsivesikud, mis sisaldavad enam kui kümme monosahhariidiühikut omavahel ühendatud glükosiidsidemetega. Kui koostis polüsahhariid, mis sisaldavad sama monosahhariidijäägist, nimetatakse seda gomopolisaharidom (nt tärklis). Kui need jäägid erinev - heteropolü- (nagu hepariin).

Kui oluline on glükoosi oksüdeerimise?

Ülesanded süsivesikute inimkeha

Süsivesikud on järgmised peamised omadused:

1. Energia. Põhiülesanne süsivesikuid, sest need on peamised energiaallikas organismis. Selle tulemusena oksüdatsiooni rahul üle poole energiavajadusest isiku. Oksüdeerumist üks gramm süsivesikuid vabaneb 16,9 kJ.
2. Reserve. Glükogeeni ja tärklis on ladustamise kujul toitaineid.
3. Struktuuri. Tselluloos ja mõned teised polüsahhariidi ühendid moodustavad püsival skelett taimedes. Samuti, kompleksis lipiide ja valke, mis on osa raku biomembranes.
4. Kaitsev. Happeliste heteropolüsahhariide rollis bioloogiliste määrdeainet. Nad liinile pinnal liigestes, mis puutuvad ja hõõruda teineteise vastu nina limaskest, seedetrakti.
5. Antigoagulyantnaya. See süsivesiku on hepariin, on olulisi bioloogilisi omadusi - nimelt takistab vere hüübimist.
6. Süsivesikud moodustavad Süsinikuallikana sünteesiks valkude, lipiidide ja nukleiinhapete.

Organismi on peamine allikas süsivesikuid, toitumisharjumuste süsivesikuid - suhkur, tärklis, glükoos, laktoos). Glükoos saab sünteesida organismis aminohapetest, glütserool, laktaat ja püruvaat (glükoneogeneesi).

glükolüüsi

Glycolysis kujutab ühte kolmest võimalikust vormid glükoosi oksüdatsiooni protsessi. Selles protsessis energia jaotamise salvestatud hiljem ATP ja NADH. Üks selle molekuli jaguneb kahe molekuli püruvaat.

glükolüüsi protsess toimub mõjul erinevate ensümaatilist ainetega, st katalüsaatorid bioloogiline loomus. Kõige olulisem oksüdeerija on hapnik, kuid see on väärt märkimist, et protsess glükolüüsi saab läbi ilma hapnikuta. Seda tüüpi anaeroobset glükolüüsi nimetatakse.

Glycolysis on anaeroobne protsess astmelises oksüdeerumist glükoosi. Selle glükolüüsi glükoosi oksüdatsiooni ei ole täielik. Seega oksüdeerumist glükoosi valmistada üksnes ühe molekuli püruvaadi. Alates seisukohast energia kasu anaeroobset glükolüüsi on vähem soodsad kui aeroobne. Siiski, kui rakus läheb hapniku konversioon võib toimuda aeroobse anaeroobset glükolüüsi, mis on täielik oksüdeerumine glükoosi.

Mehhanism glükolüüsi

Protsessis glükolüüsi see laguneb kuue süsiniku glükoosi kaheks kolme süsiniku molekulid püruvaadi. Kogu protsess on jagatud viieks algetappidel ja viis, mille käigus salvestatakse energia ATP.

Seega glükolüüsi toimub kahes etapis, millest igaüks on jagatud viide etappi.

Etapp №1 glükoosi oksüdatsiooni

• Esimene etapp. Esimeses järgus on fosforüülimine glükoos. Aktiveerimine sahhariidi fosfolirirovaniya toimub kuuendat süsinikuaatom.
• Teine etapp. Meetod isomeerumis- glükoos-6-fosfaat. Selles etapis glükoosi imetakse fruktoos-6-fosfaadist katalüütilise toime phosphoglucoisomerase.
• Kolmas etapp. Fosforüülimise fruktoos-6-fosfaadi. Selles etapis teket fruktoos 1,6-bisfosfaat (nimetatakse ka aldolaasi) mõjul fosfofruktokoinaas-1. Ta osaleb saatel fosforüülrühm adenosiintrifosfaadi oma fruktoosi molekuli.
• Neljas etapp. Sel etapil aldolaasi lõhustamisel. Selle tulemusena kaks trioosfosfaadi molekulide, eriti ketoosi eldozy.
• Viies etapp. Trioosfosfaadi isomerisatsioon. Praeguses etapis saatva Glütseeraldehüüdi-3-fosfaadi etappe lõikamise glükoosi. Kui see üleminek toimub dihüdroksüatsetoon fosfaadi kujul Glütseeraldehüüdi-3-fosfaat. See üleminek on lõpule ensüümide tegevuse.
• Kuues etapp. Oksüdatsioon Glütseeraldehüüdi-3-fosfaat. Selles etapis oksüdeerumist molekuli ja sellele järgnev fosforüülimise 1,3-diphosphoglycerate.
• Seitsmes etapp. See etapp hõlmab üleviimine 1,3-diphosphoglycerate fosfaatrühma ADP. Lõpptulemus see samm on moodustatud 3-phosphoglycerate ja ATP.

Lade №2 - complete oksüdeerumist glükoosi

• Kaheksas etapp. Praeguses etapis üleminek 3-fosfoglütseraadi 2-phosphoglycerate. Üleminek viiakse läbi vastavalt ensüümi tegevuse nagu fosfoglütseraatmutaasi. See keemias glükoosi oksüdatsiooni reaktsioon kulgeb kohustuslikele juuresolekul Magneesiumi (Mg).
• Üheksas etapp. Praeguses etapis dehüdratatsioon 2-phosphoglycerate.
• Kümnes etapp. Vastupidi fosfaadi ülekannet saadud eelmiste etappide voolava PEP ja ADP. Rakendatud üleandmise ADP fosfoenulpirovata. Selline keemilise reaktsiooni on võimalik kohalolekul magneesiumioonid (Mg) ja kaaliumi (K).

Aeroobsetes tingimustes protsessi tuleb CO ₂ ja _H2O Võrrand glükoosi oksüdatsiooni järgmiselt:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6SO 6D ₂ → ₂ + 6H ₂ O + 2880 kJ / mol.

Seega raku kogunemine NADH esineb teket laktaat glükoosist. See tähendab, et selline protsess on anaeroobne, ja see võib toimida ilma hapnikuta. See hapnikku - lõplik elektroni vastuvõtja, mida edastab NADH hingamisahela.

Selle protsessi arvutamise energiabilanssi glükolüütilises reaktsioone tuleb mõista, et iga etapi teise etappi korrati kaks korda. Sellest võib järeldada, et esimeses etapis kaks ATP molekule kulutatakse ja selle kestel voolu Teises etapis 4 ATP-substraadi fosforüleerimise molekuli kaupa. See tähendab, et selle tulemusena oksüdatsiooni iga molekul glükoosi rakkudesse esineb kaks ATP molekuli.

Me oleme tutvunud oksüdeerumist glükoosi hapnikuga.

Anaeroobne raja glükoosi oksüdatsiooni

Aeroobne oksüdatsiooni nimetatakse oksüdatsiooniprotsessi milles energia valiku toimumist ja mis toimub hapniku juuresolekul, eenduva otsas vesiniku aktseptor hingamisahela. Vesinik doonormolekulide ulatub redutseeritud vorm koensüümid (FADN2, NADH, NADPH), mis on moodustatud vahereaktsioon substraati oksüdatsiooni.

Protsessi aeroobse oksüdatsiooni glükoosi dichotomic tüüp on peamine viis glükoosi katabolismi inimestel. Seda tüüpi glükolüüsi saab läbi kõigi kudede ja organite inimkeha. Selle tulemuseks on reaktsiooni lõhustamisel molekuli glükoosi veele ja süsinikdioksiid. Vabanev energia antud juhul on kogunenud ATP. See protsess võib jagada kolme etappi:

1. Protsessi muundamiseks glükoosimolekulidest viiakse molekulide paari püroviinamarihappe. Reaktsioon toimub raku tsütoplasmas ja on kindlal viisil glükoosi lagunemine.
2. Moodustamise protsessis atsetüül-CoA oksüdatiivse dekarboksüleerumist püroviinamarihape. See reaktsioon toimub raku mitokondrid.
3. Oksüdeerumist atsetüül-CoA Krebsi tsükli. Reaktsioon toimub rakus mitokondrites.

Igal etapil selle protsessi toodab vähendatud vormid koensüümid, oksüdeerides ensüüm kompleksid hingamisahela. See tekitab ATP oksüdeerimisel glükoosi.

Haridus koensüümid

Koensüümid mis on moodustatud teises ja kolmandas etapis aeroobse glükolüüsi, on oksüdeerunud otseselt rakus mitokondrites. Sellega paralleelselt NADH, mis moodustati raku tsütoplasmasse reaktsiooni käigus esimese etapi aeroobse glükolüüsi, pole võimet tungida läbi mitokondri membraani. Vesinik kandub NADH rakule tsütoplasmaatilise mitokondrid shuttle tsüklit. Nende seas tsüklit võib eristada peamisi - malate-aspartaat.

Siis, kasutades tsütoplasma NADH esineb taastamist oksaloatsetaadiks malate mis omakorda siseneb rakku mitokondrid ja seejärel oksüdeeritakse vähendamise mitokondriaalse NAD. Oksaloatsetaadiks naaseb tsütoplasmas kujul aspartaat.

Muteerunud vorme glükolüüsi

Kulgu glükolüüsi võib lisaks kaasas vabastamist 1.3 ja 2.3-bifosfoglitseratov. Seega 2,3-bifosfoglitserat mõjul bioloogilist katalüsaator võib taaskasutada glükolüüsi protsessil ja seejärel muuta oma kuju, et 3-phosphoglycerate. Need ensüümid mängivad erinevaid rolle. Näiteks 2,3-bifosfoglitserat mugavalt hemoglobiin, soodustab üleminekut hapniku kudedesse, aidates seega kaasa vähendamise ja dissotsiatsioon afiinsus hapniku ja erütrotsüüdid.

järeldus

Paljud bakterid võivad muuta glükolüüsi vormi oma erinevate etappide. On võimalik, et vähendada nende summaarset või modifikatsiooni Nende etappide kaupa mõju erinevate ensüümi ühendeid. Mõned anaeroobsed bakterid on võime teisi süsivesikuid lagunemine meetodeid. Enamik termofiile on ainult kaks glükolüüsi ensüümi eelkõige enolaasproteiini ja püruvaatkinaasi.

Me vaadeldi kulgeb oksüdeerumist glükoosi organismis.