Гліколіз - це серія реакцій, в результаті яких глюкоза розпадається на дві молекули пірувату (аеробний гліколіз) або дві молекули лактату (анаеробний гліколіз).
Приклад ферментативної р-ції: Фермент (E) + субстрат (S) → ES → P (пішов) + E (фермент залишається). Відноситься до циклічних пр-сам, вигідно, тому що затратно кожен раз робити нові ферменти, малодоступні, вітаміни.
Кінцевим продуктом гліколізу є молочна кислота. Сумарне рівняння:
Це рівняння можна розбити на 2: 1) глюкоза → 2 лактат - + 2Н +. # 8710; G1 (вільна енергія) = -47,0 ккал / моль ( «-» тому виділяється); 2) 2 АДФ + 2 Фн → 2АТФ + 2 Н2 О, # 8710; G2 = +2 + 7,3 = + 14,6 ккал / моль (тому що вимагає витрат Е). Ці процеси пов'язані. Перетворення 1 моль глюкози в лактат в станд. ум. призводить до вивільнення набагато більшого кол-ва св. Е (47,0 ккал), ніж необх. для обр. АТФ з АДФ (14,6 ккал). У живій кл. при істинних внутрікл. концентраціях АТФ, АДФ і Фн. глюкози і лактату ефективність запасання що вивільняється при гліколізі Е перевищує 60%.
Визначимо загальну зміну станд. вільної Е: # 8710; Gs = # 8710; G1 + # 8710; G2 = -47 +14.6 = -32.4 ккал / моль. => Сумарна р-ція гліколізу супроводжується дуже великим зниженням вільної Е.
При гліколізі лактат містить ≈ 93% тієї Е, яка була укладена в вихідної м-ле глюкози. Оскільки молочна к-та - складне з'єднання, при гліголізе не відбувається реального окислення.
Завдяки гликолизу організм чола і тварин в визначений. період може здійснювати ряд фізіолог. функцій в умовах недостатності кисню.
ККД = 40% (36%), 80 кДж.
Послідовність реакцій добре вивчена. Процес гліколізу каталізується одинадцятьма ферментами. Протікає в гіалоплазме (цитозоле) клітини. Всі 11 р-ций ферментативні.
Біологічне значення процесу гліколізу: освіті багатих Е фосфорних сполук. На перших стадіях гліколізу витрачаються 2 м-ли АТФ (гексокіназну і фосфофрук-токіназная р-ції). На наступних утворюються 4 молекули АТФ (фосфогліцераткіназная і піруваткіназная р-ції). Енергетична ефективність гліколізу в анаеробних умовах становить 2 м-ли АТФ на одну м-лу глюкози.
Основний р-цією, що лімітує швидкість гліколізу, є фосфофруктокіназная. Потім - гексокіназну р-ція. Крім того, контроль гліколізу здійснюється також ЛДГ і її ізоферментами.
ТД характеристика окислення піровиноградної кислоти в циклі Кребса. Розрахунок ККД.
Цикл трикарбонових кислот відкритий англ. біохіміком Г. Кребсом. Значення даного циклу: повного згоряння пірувату, головним джерелом кіт. є гликолитическому перетворення вуглеводів. Надалі було показано, що цикл трикарбонових кислот є тим центром, в якому сходяться практично всі метаболічні шляхи. Цикл Кребса - загальний кінцевий шлях окислення ацетильних груп (у вигляді ацетил-КоА), в які перетворюється в процесі катаболізму велика частина орг. м-л, що грають роль «клітинного палива»: вуглеводів, жирних кислот і амінокислот.
Приклад ферментативної р-ції: Фермент (E) + субстрат (S) → ES → P (пішов) + E (фермент залишається). Відноситься до циклічних пр-сам, вигідно, тому що затратно кожен раз робити нові ферменти, малодоступні, вітаміни.
ПВК (утворився при гидролитическом розщепленні глюкози) окислюється до ацетил - СоА і СО2 за участю ферментів (вони наз-ся піруватдегідрогеназний комплекс). Відбувається окислювальне декарбоксилювання ПВК. # 8710; G0 (вільна енергія) = -8 ккал / моль ( «-» тому виділяється).
Якщо в пpоцессе гліколізу (за даними A.L. Lehninger, 1972) пpи pаспаде 1 моля глюкози вивільняється 50 ккал, або 208 кДж вільної енеpгіі, то пpи окислювальному pаспаде 1 моля глюкози в ЦТК - близько 689 ккал, або 2883 кДж вільної енеpгіі.
Утворюється 12 молекул АТФ при спалюванні 1 молекули ацетильную радикала.
Швидкість протікання хім. процесів визначається рівнем температури.
Цикл відбувається в матриксі мітохондрій і складається з 8 послідовних реакцій. В результаті повного обороту циклу одна молекула ацетил-КоА згорає до СО2 і Н2О, а молекула оксалоацетата регенерується.
Весь оборот циклу Кребса призводить до зникнення однієї молекули ПВК, причому вуглець і кисень виділяються у вигляді вуглекислого газу, а отщепляют від органічного субстрату водень піддається подальшим перетворенням, і в кінцевому рахунку, будучи енергетично знеціненими, з'єднується з молекулярним киснем, утворюючи воду.
ТД повного окислення глюкози. Розрахунок ефективності (ККД) біологічного окислення глюкози.
При окисленні глюкози до СО2 і Н2 Про вивільняється більше Е, ніж при гліколізі. При гліколізі: глюкоза → 2 лактат - + 2Н +. # 8710; G0 (вільна енергія) = -47,0 ккал / моль ( «-» тому виділяється). При повному окисленні: глюкоза + 6О2 → 6СО2 + 6Н2 О, # 8710; G0 = -686 ккал / моль. При гліколізі лактат містить ≈ 93% тієї Е, яка була укладена в вихідної м-ле глюкози. Оскільки молочна к-та - складне з'єднання, при гліголізе не відбувається реального окислення. Вся біо доступна Е вивільняється з глюкози лише в тому випадку, якщо всі водневі атоми, пов'язані з вуглецем, будуть видалені і замінені киснем з обр-ням СО2.