glykolyse

Biologe

2022

Wir erklären, was Glykolyse ist, ihre Phasen, Funktionen und Bedeutung im Stoffwechsel. Auch was ist Gluconeogenese.

Glykolyse ist der Mechanismus zur Gewinnung von Energie aus Glukose.

Was ist Glykolyse?

Glykolyse oder Glykolyse ist ein Stoffwechselweg, der als erster Schritt für die Katabolismus Kohlenhydrate in Lebewesen. Es besteht im Wesentlichen im Bruch der Moleküle Glukose durch die Oxidation des Glukosemoleküls, wodurch Mengen von chemische Energie von Zellen nutzbar.

Die Glykolyse ist kein einfacher Prozess, sondern besteht aus einer Reihe von zehn chemische Reaktionen aufeinanderfolgende Enzyme, die ein Glukosemolekül (C6H12O6) in zwei Pyruvatmoleküle (C3H4O3) umwandeln, die für andere Stoffwechselprozesse nützlich sind, die weiterhin liefern Energie zum Organismus.

Diese Reihe von Prozessen kann in Gegenwart oder Abwesenheit von Sauerstoff ablaufen und findet im Zytosol des Zellen, als erster Teil der Zellatmung. Bei Pflanzen ist es Teil der Calvin-Zyklus.

Die Reaktionsgeschwindigkeit der Glykolyse ist so hoch, dass sie immer schwer zu untersuchen war. Es wurde 1940 von Otto Meyerhoff offiziell entdeckt und die gleichen Jahre später von Luis Leloir, obwohl all dies dank früherer Arbeiten aus dem späten 19. Jahrhundert.

Dieser Stoffwechselweg wird normalerweise nach den Nachnamen der größten Mitwirkenden seiner Entdeckung benannt: der Embden-Meyerhoff-Parnas-Weg. Andererseits kommt das Wort "Glykolyse" aus dem Griechischen Glykose, "Zucker", und Lyse, "abbrechen".

Phasen der Glykolyse

Die Glykolyse wird in zwei verschiedenen Phasen untersucht, nämlich:

  • Erste Phase: Energieverbrauch. In dieser ersten Stufe wird das Glucosemolekül in zwei Glycerinaldehyd umgewandelt, ein Molekül mit geringer Energieabgabe. Dafür werden zwei Einheiten biochemischer Energie verbraucht (ATP, Adenosintriphosphat). In der nächsten Phase wird die aus dieser Anfangsinvestition gewonnene Energie jedoch verdoppelt.
    So werden aus ATP Phosphorsäuren gewonnen, die Phosphatgruppen zu Glucose beitragen und einen neuen und instabilen Zucker bilden. Dieser Zucker teilt sich bald, was zu zwei ähnlichen Molekülen führt, phosphatiert und mit drei Kohlenstoffen.
    Trotz gleicher Struktur ist einer von ihnen anders, daher wird er zusätzlich behandelt mit Enzyme identisch zu machen und so zwei identische Verbindungen zu erhalten. All dies geschieht in einer Reaktionskette von fünf Schritten.
  • Zweite Phase: Energiegewinnung. Der Glycerinaldehyd in der ersten Phase wird in der zweiten in eine energiereiche biochemische Verbindung umgewandelt. Dazu koppelt es sich mit neuen Phosphatgruppen, nachdem es zwei verloren hat Protonen Ja Elektronen.
    Auf diese Weise werden diese Zwischenzucker einem Veränderungsprozess unterzogen, der ihre Phosphate nach und nach freisetzt, wodurch vier ATP-Moleküle (das Doppelte der im vorherigen Schritt investierten Menge) und zwei Pyruvat-Moleküle erhalten werden, die ihren Kreislauf fortsetzen . Diese zweite Reaktionsphase besteht aus fünf weiteren Schritten.

Funktionen der Glykolyse

Die Glykolyse erhält die notwendige Energie für einfache und komplexe Mechanismen.

Die Hauptfunktionen der Glykolyse sind einfach: die Gewinnung der biochemischen Energie, die für die verschiedenen zellulären Prozesse erforderlich ist. Dank des aus dem Abbau von Glukose gewonnenen ATP erhalten viele Lebensformen die Energie zum Überleben oder um komplexere chemische Prozesse auszulösen.

Aus diesem Grund fungiert die Glykolyse normalerweise als biochemischer Auslöser oder Zünder für andere wichtige Mechanismen wie den Calvin-Zyklus oder den Krebs-Zyklus. Soviel Eukaryoten Was Prokaryoten sind Praktiker der Glykolyse.

Bedeutung der Glykolyse

Die Glykolyse ist ein sehr wichtiger Prozess im Bereich der Biochemie. Einerseits hat es große evolutionäre Bedeutung, da es die Basisreaktion für immer komplexer werdendes Leben und zur Unterstützung des Zelllebens ist. Andererseits offenbart ihre Studie Details zu den verschiedenen bestehenden Stoffwechselwegen und zu anderen Aspekten des Lebens unserer Zellen.

Jüngste Studien an Universitäten in Spanien und am Universitätskrankenhaus von Salamanca haben beispielsweise Zusammenhänge zwischen dem Überleben von Nervenzellen im Gehirn und einer erhöhten Glykolyse festgestellt, bei der Neuronen sie sind gedämpft zu finden. Dies könnte der Schlüssel zum Verständnis von Krankheiten wie Parkinson oder Alzheimer sein.

Glykolyse und Gluconeogenese

Wenn die Glykolyse der Stoffwechselweg ist, der das Glukosemolekül zur Energiegewinnung aufspaltet, ist die Glukoneogenese ein Stoffwechselweg, der in die entgegengesetzte Richtung geht: der Aufbau eines Glukosemoleküls aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorläufern, also überhaupt nicht mit Zuckern verbunden.

Dieser Prozess findet fast ausschließlich in der Leber (90 %) und den Nieren (10 %) statt und nutzt Ressourcen wie Aminosäuren, Laktat, Pyruvat, Glycerin und alle Carbonsäuren als Kohlenstoffquelle. In Abwesenheit von Glukose, wie zum Beispiel beim Fasten, ermöglichen sie dem Körper, über einen angemessenen Zeitraum stabil zu sein und zu funktionieren, während das Glykogen in der Leber gespeichert bleibt.

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