Vrijwel elke cel op aarde leeft van energie geoogst uit glucosemoleculen. Maar cellen kunnen energie niet direct overbrengen van glucose naar hun andere moleculen; in plaats daarvan vertrouwen ze op een molecuul dat adenosine-trifosfaat of ATP wordt genoemd. Om ATP uit glucose te halen, moeten cellen eerst glucosemoleculen uit elkaar halen. Dat proces wordt glycolyse genoemd en het vereist de deelname van tien verschillende enzymen.

Glycolyse

Glycolyse is de eerste stap in het extraheren van energie uit glucose. Er zijn verschillende manieren om dit te doen, zoals cellulaire ademhaling. Je zou ademhaling kunnen zien als ademhalen, maar cellulaire ademhaling is de reden dat je ademt. Je cellen gebruiken de zuurstof die je inademt om zoveel mogelijk energie uit glucose te halen. Planten en micro-organismen doen hetzelfde. De eerste stap in cellulaire ademhaling en andere processen om energie uit glucose te halen, is het splitsen van één glucosemolecule in twee pyruvaatmoleculen.

Hexokinase start glycolyse

Chemische reacties zijn processen waarbij atomen in één configuratie veranderen naar een andere configuratie, meestal scheiden en opnieuw combineren in volledig verschillende entiteiten. Enzymen zijn eiwitten die chemische reacties helpen. De eerste stap in glycolyse is bijvoorbeeld het omzetten van glucose naar glucose-6-fosfaat. Dat wil zeggen, het product is een glucosemolecule met een waterstofatoom vervangen door een fosfaatgroep, een fosfor en drie zuurstofatomen. Het enzym dat dat helpt, wordt hexokinase genoemd. Nog twee enzymen, fosfoglucomutase en fosfofructokinase, veranderen de vorm van de glucose, wat resulteert in een molecuul dat fructose 1,6-bifosfaat wordt genoemd. Dat fructose molecuul is net een iets andere vorm dan de oorspronkelijke glucose, met een paar energie-opslag fosfaatgroepen toegevoegd.

Splitsing van

Het enzym aldolase helpt langs de splitsing van de zes-koolstof fructose molecuul in twee drie-koolstof glyceraldehyde 3-fosfaat (G3P) moleculen. Eigenlijk splitst aldolase de fructose in een G3P- en een dihydroxyacetonfosfaat (DAP) -molecuul. Vervolgens converteert een ander enzym, triosefosfaatisomerase, de DAP naar G3P.

Elk van de G3P-moleculen wordt vervolgens door een paar andere drie-koolstofmoleculen verplaatst, waarbij een paar fosfaatgroepen langs de weg worden verwijderd en een pyruvaatmolecuul. Elk van de vijf stappen wordt geholpen door een enzym. De vijf betrokken enzymen zijn fosfaatdehydrogenase, fosfoglyceraatkinase, fosfoglyceromutase, enolase en pyruvaatkinase.

Glycolyse en energiebronnen

Al die ingewikkeld klinkende enzymen werken om één reden: om energie beschikbaar te maken voor de cel. De eerste vijf stappen van glycolyse zorgen ervoor dat de cel energie uitgeeft - met behulp van twee ATP-moleculen. De volgende stappen draaien dat om en genereren vier ATP-moleculen. Maar dat is nog maar het begin.

De pyruvaatmoleculen genereren extra ATP - zowel direct als indirect. De specifieke chemische reacties en het totale aantal gegenereerde ATP-moleculen hangen af ​​van het type cel en de beschikbaarheid van zuurstof, maar alles begint met glycolyse. (zie referentie 3 voor ademhaling en fermentatie)