====== A glikolízis lépései ====== * a glükóz a metabolizmus központi tápanyaga, minden sejt képes hasznosítani. * a szénhidrát-katabolizmus első-bevezető reakciója. * anabolitikus folyamatok indulhatnak ki a különböző intermedierekből. * anaerob glikolízis: az egyetlen lehetőség ATP termelésre anaerob körülmények között * az emberi szervezet napi 160g glukózt igényel. * 120g az agy szükséglete * 40g - ATP szintézis a csak glukózt felhasználó sejtekben (vvt, leukocyta, cornea, szemlencse, retina, vese velőállomány, testis, fehér izom) * egy molekula glükózból két molekula piruvát keletkezik * a citoszolban játszódik le * a glikolízisnek két fázisa van - fázis: energiabefektető/vesztő fázis -> 2 ATP-t fektetünk be. - fázis: energianyerő fázis -> 4 ATP-t nyerünk. → **nettó 2 ATP keletkezik** * három irreverzibilis lépés ===== I. fázis ===== * glukóz(6C) -> -> -> 2 db glicerinaldehid-P (3C) * hat szénatomos hexózok reakciói - **a glükóz bejut a sejtbe**: //**GLUT-transzporterek**//en, kétirányú-__reverzibilis__ transzport -> IC-EC egyensúly - a glükóz a 6. C-atomon foszforilálódik -> **glükóz-6-P** keletkezik * ha nem foszforilálódik, a glükóz kijuthat a sejtből * ha foszforilálódik, már nem tud kijutni, nincs transzportere. * ez a lépés a glikolízis első lépése, de nem a fő szabályozott lépés, nem az elkötelező lépés. (a G-6-P nem feltétlenül a glikolízisben megy tovább, átalakulhat glikogénné, glikolipid, glikoprotein képződhet...) * ezt a lépést két (izo)enzim katalizálhatja * **//hexokináz//** * nem specifikus a glükózra * minden sejtben megtalálható * G6P allosztérikusan gátolja * **//glükokináz//** * csak glükózra specifikus * olyan sejtekben szintetizálódik, amik érzékelik a vércukorszintet (máj, pancreas ß sejtek, vese kéreg sejtek, bélhámsejtek[ezek a béllumen glükózkoncentrációját érzékelik]) * G6P nem az allosztérikus inhibitora * **__irreverzibilis__** lépés (ATP kell!) - **glukóz-6-foszfát -> fruktóz-6-foszfát** * a **//hexóz-foszfát izomeráz/foszfoglukóz-izomeráz//** katalizálja a reakciót * egyensúlyra vezet - __reverzibilis__ (≈E szint) * aldóz-ketóz izomeráció (a G-6-P és a F-6-P konstitúciós izomerek) * a glükóz és a fruktóz is megtalálható mind gyűrűs, mind nyílt láncú formában. - **fruktóz-6-P -> fruktóz-1,6-biszfoszfát** * a **//foszfofruktokináz-1//** enzim a C1-en foszforilálja a F-6-P-ot. * **__irreverzibilis__** reakció, magas foszforilcsoport-átviteli potenciálú vegyületről, alacsony foszforil-csáp-ú vegyületre megy a Pi * ez a glikolízis **ELKÖTELEZŐ LÉPÉS**e * szigorúan szabályozott lépés * allosztérikus aktivátorok: fruktóz-2,6-biszfoszfát, AMP * allosztérikus inhibitorok: ATP, citrát, zsírsavak - **fruktóz-1,6-biszfoszfát -> glicerinaldehid-3-foszfát + dihidroxiaceton-foszfát** * két C atom közötti aldol kötés - bárhol törhető -> aldehid + primer alkohol * **//aldoláz-A//** hasít, a keletkező aldóz a glicerinaldehid-3-P, a keletkező ketóz a dihidroxiaceton-P * **dihidroxiaceton-foszfát ↔ glicerinaldehid-3-foszfát** * **//triózfoszfát-izomeráz//** * __reverzibilis__ aldóz-ketóz izomeráció -> egyensúlyra vezet * igazából az egyensúly jobbra el van tolva, mert a GA-3-P-ot folyamatosan fogyasztja a glikolízis II. fázisa. ===== II. fázis ===== * 3 szénatomos triózok reakciói * 2 db glicerinaldehid-3-foszfátból keletkezik 2db piruvát (egy glükóz molekulával számolva) * ebben a fázisban két szubsztrát szintű foszforiláció van, egy glükóz molekulából kiindulva(tehát úgy, hogy két triózon végigmegy a II. fázis) 4 ATP keletkezik -> nettó 2 ATP (az első fázisban 2-t befektettünk.) - **glicerinaldehid-3-P -> 1,3-biszfoszfoglicerát** * **enzim: //glicerinaldehid-3-foszfát-dehidrogenáz//** által katalizált reakció (SH enzim - monojód-acetáttal gátolható) * **koenzim: NAD+** * az enzim aktív centrumában cisztein köti kovalensen az aldehidcsoportot, ami karboxilcsoporttá oxidálódik, a NAD átvesz 2H+-t, redukálódik -> a kialakuló intermedier magas csáp-ú tioészter kötéssel kapcsolódik az enzimhez. * //oxidoredukció// -> E felszab. -> tioészter-kötés E-ját fedezi * //foszforolízis//: a COOH csoport egy Pi-tal magas csáp-ú vegyes savanhidrid-kötést képez. * az 1,3-biszfoszfoglicerát egy savanhidrid és egy észterkötésben tartalmaz foszfátot, magasabb a Pi csáp-ja, mint az ATP-nek! - **1,3-biszfoszfoglicerát -> 3-foszfoglicerát** * **//foszfoglicerát-kináz//** katalizálja a magas csáp-ú foszfát átvitelét ADP-re -> a glikolízisben először ATP keletkezik * **szubsztrát szintű foszforiláció**= ATP keletkezik a reakcióban közvetlenül, a légzési lánctól függetlenül. (anaerob körülmények között is.) - **3-foszfoglicerát -> 2-foszfoglicerát** * //**foszfoglicerát-mutáz**// katalizálja * a foszforiltranszfer nem két molekula között zajlik, ezért nem transzferáz az enzim * __reverzibilis__ lépés - **2-foszfoglicerát -> foszfoenolpiruvát(PEP)** * //**enoláz/2-foszfoglicerát anhidratáz**// enzim (fluoriddal gátolható) * magasenergiájú foszfoenol-észter keletkezik (enolészter kötés - a legmagasabb csáp az anyagcserében) * vízkilépés - **foszfoenolpiruvát -> piruvát** * //**piruvát-kináz**// enzim * **szubsztrát szintű foszforiláció** * **__irreverzibilis__** lépés * allosztérikus inhibitor: ATP * piruvát: keto-enol tautomerizáció ===== Glikolízis ===== **glukóz** ↓(hexokináz/glükokináz) [ATP→ADP] (**gátol**: G6P [csak a hexokinázt]) **glukóz-6-foszfát** ↓(hexóz-foszfát izomeráz/foszfoglukóz izomeráz) **fruktóz-6-foszfát** ↓(foszfofruktokináz I) [ATP→ADP] (**aktivál:** fruktóz-2,6-biszfoszfát, AMP - **gátol:** ATP, citrát, zsírsavak) **fruktóz-1,6-biszfoszfát** ↓(aldoláz-A) **glicerinaldehid-3-foszfát + dihidroxiaceton-foszfát** (a triózfoszfát-izomeráz egymásba alakítja őket) ↓(glicerinaldehid-3-foszfát-dehidrogenáz) ←(Pi) [NAD+→NADH+H+] (<-monojód-acetát) **1,3-biszfoszfoglicerát** ↓(foszfoglicerát-kináz) [ADP→ATP] **3-foszfoglicerát + ATP** ↓(foszfoglicerát-mutáz) **2-foszfoglicerát** ↓(enoláz/2-foszfoglicerát anhidratáz) →H2O (<-fluorid) **foszfoenolpiruvát(PEP)** ↓(piruvát-kináz) [ADP→ATP] (**gátol:** ATP) **piruvát** ===== A piruvát további útja ===== ===Függ:=== * a sejt típusától (van-e mitokondrium?) * a sejt oxigénellátottságától ==== aerob körülmények ==== **piruvát -> acetil-KoA** (citrát ciklus) ==== anaerob körülmények ==== - nincs mitokondrium - van mitokondrium, de nincs elég oxigén **piruvát -> laktát** * enzim: //**laktát-dehidrogenáz**// * koenzim: NADH * __reverzibilis reakció__ * anaerob körülmények között, vagy mitokondrium-nélküli sejtekben elengedhetetlen a GA-3-P oxidációjához szükséges NAD+ termeléshez. * azonban a keletkezett laktát csak úgy tud továbbalakulni, ha visszaoxidálódik piruváttá (ehhez NAD+ kell.) * ha továbbra sem lesz elegendő oxigén, a laktát szecernálódik a vérbe, ahonnan az aerob sejtek fölveszik azt. (Cori-kör) * ha emelkedik a szérum-laktát szint, {{:aok:biokemia:masodik_felev:tejsavacid_konz.pdf|laktát acidózis}} alakul ki.