ANAEROBIC GLYCOLYSIS: REAKSYON AT MGA PAGBABAYAD NG LANDAS - BIOLOGY - 2025

Ang anaerobic glycolysis o anaerobic ay isang catabolic pathway na ginagamit ng maraming uri ng mga cell para sa pagkasira ng glucose sa kawalan ng oxygen. Sa madaling salita, ang glucose ay hindi ganap na na-oxidized sa carbon dioxide at tubig, tulad ng kaso sa aerobic glycolysis, ngunit sa halip na mga produktong pagbuburo ay nabuo.

Tinatawag itong anaerobic glycolysis mula nang maganap nang walang pagkakaroon ng oxygen, na sa ibang mga kaso ay gumaganap bilang pangwakas na pagtanggap ng elektron sa chain ng transportasyon ng mitochondrial, kung saan ang malaking halaga ng enerhiya ay ginawa mula sa pagproseso ng mga glycolytic na produkto.

Glycolysis (Pinagmulan: RegisFrey sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Depende sa organismo, ang isang kondisyon ng anaerobiosis o kakulangan ng oxygen ay magreresulta sa paggawa ng lactic acid (mga selula ng kalamnan, halimbawa) o ethanol (lebadura), mula sa pyruvate na nabuo ng catabolism ng glucose.

Bilang isang resulta, ang ani ng enerhiya ay bumabagsak nang malaki, dahil ang dalawang moles lamang ng ATP ay ginawa para sa bawat nunal ng glucose na naproseso, kumpara sa 8 moles na maaaring makuha sa panahon ng aerobic glycolysis (lamang sa glycolytic phase).

Ang pagkakaiba-iba ng bilang ng mga molekula ng ATP ay may kinalaman sa ang pag-iinteraktibo ng NADH, na hindi bumubuo ng karagdagang ATP, salungat sa kung ano ang nangyayari sa aerobic glycolysis, kung saan nakuha ang 3 mga molekula ng ATP para sa bawat NADH.

Mga reaksyon

Ang Anaerobic glycolysis ay hindi magkakaiba sa aerobic glycolysis, dahil ang salitang "anaerobic" ay tumutukoy sa kung ano ang mangyayari pagkatapos ng glycolytic pathway, iyon ay, sa kapalaran ng mga produktong reaksyon at mga tagapamagitan.

Kaya, sampung magkakaibang mga enzyme ay kasangkot sa anaerobic glycolysis reaksyon, lalo:

1-Hexokinase (HK): gumagamit ng isang molekulang ATP para sa bawat molekulang glucose. Gumagawa ito ng glucose 6-phosphate (G6P) at ADP. Ang reaksyon ay hindi maibabalik at nangangailangan ng mga ion ng magnesium.

2-Phosphoglucose isomerase (PGI): isomerize ang G6P sa fructose 6-phosphate (F6P).

3-Phosphofructokinase (PFK): posporus F6P sa fructose 1,6-bisphosphate (F1,6-BP) gamit ang isang molekulang ATP para sa bawat F6P, ang reaksyong ito ay hindi mababawi din.

4-Aldolase: tinatanggal ang molekulang F1,6-BP at gumagawa ng glyceraldehyde 3-phosphate (GAP) at dihydroxyacetone phosphate (DHAP).

5-Triose phosphate isomerase (TIM): nakikilahok sa interconversion ng DHAP at GAP.

6-Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH): gumagamit ng dalawang molekula ng NAD ⁺ at 2 molekula ng hindi organikong pospeyt (Pi) sa phosphorylate GAP, nagbubunga ng 1,3-bisphosphoglycerate (1,3-BPG) at 2 NADH.

7-Phosphoglycerate kinase (PGK): gumagawa ng dalawang molekulang ATP sa pamamagitan ng phosphorylation sa antas ng substrate ng dalawang molekulang ADP. Gumagamit ito bilang isang donor na grupo ng pospeyt bawat 1,3-BPG molekula. Gumagawa ng 2 molekula ng 3-phosphoglycerate (3PG).

8-Phosphoglycerate mutase (PGM): muling nag-aayos ng molekula ng 3PG upang makabuo ng isang intermediate na may mas mataas na enerhiya, 2PG.

9-Enolase: mula sa 2PG ay naglilikha ito ng phosphoenolpyruvate (PEP) sa pamamagitan ng pag-aalis ng tubig ng dating.

10-Pyruvate kinase (PYK): ang phosphoenolpyruvate ay ginagamit ng enzyme na ito upang mabuo ang pyruvate. Ang reaksyon ay nagsasangkot ng paglipat ng pangkat na pospeyt sa posisyon 2 mula sa phosphoenolpyruvate sa isang molekula ng ADP. 2 pyruvates at 2 ATP ay ginawa para sa bawat glucose.

Mga landas ng Fermentation

Ang Fermentation ay ang term na ginamit upang ipahiwatig na ang glucose o iba pang mga sustansya ay nanghina sa kawalan ng oxygen, upang makakuha ng enerhiya.

Sa kawalan ng oxygen, ang chain ng transportasyon ng elektron ay walang pangwakas na pagtanggap at samakatuwid ang oxidative phosphorylation ay hindi nagaganap, na nagbubunga ng maraming enerhiya sa anyo ng ATP. Ang NADH ay hindi nabigkas ng mitochondrial na ruta, ngunit sa pamamagitan ng mga alternatibong ruta, na hindi gumagawa ng ATP.

Nang walang sapat na NAD ^+, ang glycolytic pathway ay humihinto, dahil ang paglipat ng pospeyt sa GAP ay nangangailangan ng isang magkakasamang pagbawas ng cofactor na ito.

Ang ilang mga cell ay may mga alternatibong mekanismo upang makayanan ang mga panahon ng anaerobiosis, at sa pangkalahatan ang mga mekanismong ito ay nagsasangkot ng ilang uri ng pagbuburo. Ang iba pang mga cell, sa kabilang banda, ay umaasa halos halos eksklusibo sa mga proseso ng pagbuburo para sa kanilang pag-iral.

Ang mga produkto ng mga daanan ng pagbuburo ng maraming mga organismo ay may kaugnayan sa tao sa ekonomiya; Ang mga halimbawa ay ang paggawa ng ethanol ng ilang anaerobic yeast at ang pagbuo ng lactic acid ng lacto-bacteria na ginamit para sa paggawa ng yogurt.

Lactic acid production

Maraming mga uri ng mga cell sa kawalan ng oxygen ay gumagawa ng lactic acid salamat sa reaksyon na napalaki ng lactate dehydrogenase complex, na gumagamit ng mga karbohidrat na pyruvate at ang NADH na ginawa sa reaksyon ng GAPDH.

Lactic Fermentation (Pinagmulan: Sjantoni sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Paggawa ng Ethanol

Ang Pyruvate ay na-convert sa acetaldehyde at CO2 sa pamamagitan ng pyruvate decarboxylase. Ang Acetaldehyde ay pagkatapos ay ginagamit ng alkohol dehydrogenase, na binabawasan ito, na gumagawa ng ethanol at nagbabagong-buhay ng isang molekula ng NAD ⁺ para sa bawat molekula ng pyruvate na pumapasok sa ganitong paraan.

Pagbuburo ng alkohol (Pinagmulan: Arobson1 sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Aerobic pagbuburo

Ang Anaerobic glycolysis ay bilang pangunahing katangian nito na ang mga panghuling produkto ay hindi tumutugma sa CO ₂ at tubig, tulad ng kaso ng aerobic glycolysis. Sa halip, ang mga karaniwang produkto ng mga reaksyon ng pagbuburo ay nabuo.

Ang ilang mga may-akda ay inilarawan ang isang proseso ng "aerobic fermentation" o aerobic glycolysis ng glucose para sa ilang mga organismo, na kung saan ang ilan sa mga parasito ng pamilya ng Trypanosomatidae at maraming mga cells ng tumor sa kanser.

Sa mga organismo na ito, ipinakita na kahit sa pagkakaroon ng oxygen, ang mga produkto ng glycolytic pathway ay tumutugma sa mga produkto ng mga landas ng pagbuburo, na kung bakit ipinapalagay na ang isang "bahagyang" oksihenasyon ng glucose ay nangyayari, dahil hindi lahat ng enerhiya ay nakuha posible sa mga carbons nito.

Bagaman ang "aerobic fermentation" ng glucose ay hindi nagpapahiwatig ng kabuuang kawalan ng aktibidad ng paghinga, dahil ito ay hindi isang lahat o walang proseso. Gayunpaman, ipinapahiwatig ng panitikan ang pag-aalis ng mga produkto tulad ng pyruvate, lactate, succinate, malate at iba pang mga organikong acid.

Glycolysis at cancer

Maraming mga selula ng cancer ang nagpapakita ng pagtaas ng pagtaas ng glucose at glycolytic flow.

Ang mga tumor sa mga pasyente ng cancer ay mabilis na lumalaki, kaya ang mga daluyan ng dugo ay hypoxic. Kaya, ang suplemento ng enerhiya ng mga cells na ito ay nakasalalay sa anaerobic glycolysis.

Gayunpaman, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinulungan ng isang hypoxia-inducible transcription factor (HIF), na pinatataas ang expression ng glycolytic enzymes at glucose transporters sa lamad sa pamamagitan ng mga komplikadong mekanismo.

Mga Sanggunian

1. Akram, M. (2013). Mini-pagsusuri sa Glycolysis at cancer. J. Canc. Nagturo., 28, 454–457.
2. Bustamante, E., & Pedersen, P. (1977). Mataas na aerobic glycolysis ng rat hepatoma cells sa kultura: Papel ng mitochondrial hexokinase. Proseso. Natl. Acad. Sci., 74 (9), 3735–3739.
3. Cazzulo, JJ (1992). Aerobic pagbuburo ng glucose sa pamamagitan ng trypanosomatids. Ang FASEB Journal, 6, 3153–3161.
4. Jones, W., & Bianchi, K. (2015). Aerobic glycolysis: lampas sa paglaganap. Mga Frontier sa Immunology, 6, 1–5.
5. Li, X., Gu, J., & Zhou, Q. (2015). Suriin ang aerobic glycolysis at ang mga pangunahing enzymes - ang mga bagong target para sa therapy sa kanser sa baga. Thoracic Cancer, 6, 17–24.
6. Maris, AJA Van, Abbott, Æ. DA, Bellissimi, Æ. E., Brink, J. Van Den, Kuyper, Æ. M., Luttik, Æ. MAH, Pronk, JT (2006). Alkoholikong pagbuburo ng mga mapagkukunan ng carbon sa biomass hydrolysates ng Saccharomyces cerevisiae: kasalukuyang katayuan. Antonie van Leeuwenhoek, 90, 391–418.
7. Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Mga Prinsipyo ng Lehninger ng Biochemistry. Mga Edisyon ng Omega (Ika-5 ed.).