ग्लाइकोलाइसिस: कार्य, एंजाइम, चरण, उत्पाद, महत्व - जीवविज्ञान

ग्लाइकोलाइसिस या ग्लाइकोलाइसिस ग्लूकोज अपचय, जिसका अंतिम लक्ष्य में ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए है के प्रमुख मार्ग है में एटीपी के रूप और कम करने की शक्ति NADH के रूप है, यह कार्बोहाइड्रेट से।

यह मार्ग 1930 के दशक में गुस्ताव एंबेड और ओटो मेयेरहोफ द्वारा कंकाल की मांसपेशियों की कोशिकाओं में ग्लूकोज की खपत का अध्ययन करते हुए पूरी तरह से स्पष्ट है, इस मोनोसैकेराइड के पूर्ण ऑक्सीकरण के होते हैं और, स्वयं के लिए एनारोबिक मार्ग का प्रतिनिधित्व करते हैं। ऊर्जा प्राप्त करना।

एटीपी की आणविक संरचना, ग्लाइकोलाइटिक उत्पादों में से एक (विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से अंग्रेज़ी विकिपीडिया / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa-3.0 पर अंग्रेज़ी में Tekks का सारांश) विकिमीडिया कॉमन्स)

यह मुख्य चयापचय मार्गों में से एक है, क्योंकि यह होता है, अपने मतभेदों के साथ, सभी जीवित जीवों में जो एककोशिकीय या बहुकोशिकीय, प्रोकैरियोटिक या यूकेरियोटिक होते हैं, और यह उन प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला माना जाता है जो प्रकृति में क्रमिक रूप से अत्यधिक संरक्षित हैं।

वास्तव में, कुछ जीव और कोशिका प्रकार हैं जो जीवित रहने के लिए विशेष रूप से इस मार्ग पर निर्भर करते हैं।

पहले उदाहरण में, ग्लाइकोलाइसिस में 6 कार्बन परमाणुओं के ग्लूकोज के ऑक्सीकरण होते हैं, पायरूवेट के लिए, जिसमें तीन कार्बन परमाणु होते हैं; एटीपी और एनएडीएच के सहवर्ती उत्पादन के साथ, चयापचय और सिंथेटिक दृष्टिकोण से कोशिकाओं के लिए उपयोगी है।

ग्लूकोज अपचय से प्राप्त उत्पादों को आगे संसाधित करने में सक्षम कोशिकाओं में, ग्लाइकोलाइसिस कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के उत्पादन के साथ क्रेब्स चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला (एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस) के माध्यम से समाप्त होता है।

ग्लाइकोलाइटिक मार्ग के दौरान दस एंजाइमिक प्रतिक्रियाएं होती हैं, और हालांकि इन प्रतिक्रियाओं का विनियमन प्रजातियों से प्रजातियों में कुछ अलग हो सकता है, नियामक तंत्र भी काफी संरक्षित हैं।

ग्लाइकोलाइसिस के कार्य

एक चयापचय बिंदु से, सभी जीवित चीजों के लिए ग्लूकोज सबसे महत्वपूर्ण कार्बोहाइड्रेट में से एक है।

यह एक स्थिर और बहुत घुलनशील अणु है, इसलिए इसे किसी जानवर या पौधे के पूरे शरीर में अपेक्षाकृत आसानी से ले जाया जा सकता है, जहां से इसे संग्रहीत किया जाता है और / या जहां इसे सेलुलर ईंधन के रूप में आवश्यक है, प्राप्त किया जाता है।

ग्लूकोज की संरचना (स्रोत: Oliva93 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

ग्लूकोज में निहित रासायनिक ऊर्जा का ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से जीवित कोशिकाओं द्वारा शोषण किया जाता है, जिसमें अत्यधिक नियंत्रित चरणों की एक श्रृंखला होती है, जिसके द्वारा इस कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीकरण से जारी ऊर्जा को ऊर्जा के अधिक उपयोगी रूपों में "कैप्चर" किया जा सकता है।, इसलिए इसका महत्व।

इस मार्ग के माध्यम से न केवल ऊर्जा (एटीपी) और कम करने की शक्ति (एनएडीएच) प्राप्त की जाती है, बल्कि यह उपापचयी मध्यस्थों की एक श्रृंखला भी प्रदान करती है जो अन्य मार्गों का हिस्सा हैं, जो एक उपचय (बायोसिंथेटिक) से भी महत्वपूर्ण हैं और सामान्य सेलुलर कामकाज। यहाँ एक सूची है:

- पेंटोज फॉस्फेट पाथवे (पीपीपी) के लिए ग्लूकोज 6-फॉस्फेट

- लैक्टिक किण्वन के लिए पाइरूवेट

- अमीनो एसिड (एलनिन, मुख्य रूप से) के संश्लेषण के लिए पाइरूवेट

- ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र के लिए पाइरूवेट

- फ्रुक्टोज 6-फॉस्फेट, ग्लूकोज 6-फॉस्फेट और डाइहाइड्रोक्सीसिटोन फॉस्फेट, जो अन्य मार्गों जैसे कि ग्लाइकोजन, फैटी एसिड, ट्राइग्लिसराइड्स, न्यूक्लियोटाइड्स, अमीनो एसिड आदि के संश्लेषण के रूप में कार्य करते हैं।

ऊर्जा उत्पादन

ग्लाइकोलाइटिक मार्ग द्वारा उत्पादित एटीपी की मात्रा, जब यह उत्पादन करने वाली कोशिका एरोबिक परिस्थितियों में नहीं रह सकती है, तो यह विभिन्न प्रकार के किण्वन प्रक्रियाओं के लिए युग्मित होने पर एक सेल की ऊर्जा आवश्यकताओं की आपूर्ति करने के लिए पर्याप्त है।

हालांकि, जब एरोबिक कोशिकाओं की बात आती है, तो ग्लाइकोलाइसिस ऊर्जा के एक आपातकालीन स्रोत के रूप में भी काम करता है और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण प्रतिक्रियाओं से पहले एक "प्रारंभिक चरण" के रूप में कार्य करता है जो एरोबिक चयापचय कोशिकाओं की विशेषता है।

ग्लाइकोलाइसिस में शामिल एंजाइम

ग्लाइकोलाइसिस केवल उन 10 एंजाइमों की भागीदारी के लिए धन्यवाद संभव है जो इस मार्ग की विशेषता प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। जब वे अपने उत्प्रेरक कार्यों को बढ़ाते हैं, तो इनमें से कई एंजाइम ऑलस्टेरिक होते हैं और आकार या परिवर्तन को बदलते हैं।

ऐसे एंजाइम होते हैं जो अपने सबस्ट्रेट्स के बीच सहसंयोजक बंधनों को तोड़ते हैं और बनाते हैं और कुछ अन्य होते हैं जिन्हें अपने कार्यों को करने के लिए विशिष्ट कोफ़ेक्टर्स की आवश्यकता होती है, मुख्य रूप से धातु आयन।

संरचनात्मक रूप से बोलते हुए, सभी ग्लाइकोलाइटिक एंजाइमों में एक केंद्र होता है, जो अनिवार्य रूप से समानांतर surrounded शीट्स से घिरा होता है, जो α हेलिकॉप्टरों से घिरा होता है और एक से अधिक डोमेन में व्यवस्थित होता है। इसके अलावा, इन एंजाइमों की विशेषता है कि उनकी सक्रिय साइटें आमतौर पर डोमेन के बीच बाध्यकारी साइटों पर होती हैं।

यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि मार्ग का मुख्य विनियमन हेक्सोकाइनेज, फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज, ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज और पाइरूवेट किनेज जैसे एंजाइमों के नियंत्रण (हार्मोनल या मेटाबोलाइट्स) से होकर गुजरता है।

ग्लाइकोलाइटिक मार्ग के विनियमन के मुख्य बिंदु (स्रोत: ग्रेगर 0492 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

1- हेक्सोकाइनेज (एच)

ग्लाइकोलाइसिस (ग्लूकोज फास्फोराइलेशन) की पहली प्रतिक्रिया हेक्सोकिनेस (एचके) द्वारा उत्प्रेरित होती है, जिसकी क्रिया तंत्र एटीपी और आस-पास एंजाइम के "लॉक" को बढ़ावा देने वाले एक सब्सट्रेट "प्रेरित कसने" से युक्त प्रतीत होता है। एक बार ग्लूकोज (इसका सब्सट्रेट) एक बार उनके पास आ जाता है।

माना जाता है कि जीव के आधार पर, एक या अधिक आइसोनाइजेस हो सकते हैं, जिनका आणविक भार 50 (लगभग 500 अमीनो एसिड) और 100 केडीए के बीच होता है, क्योंकि वे डिमर्स के रूप में एक साथ समूह में आते हैं, जिसका गठन ग्लूकोज, मैग्नीशियम आयनों की उपस्थिति के अनुकूल है। और एटीपी।

हेक्सोकाइनेज में खुले अल्फा और बीटा शीट से बना एक तृतीयक संरचना है, हालांकि इन एंजाइमों में कई संरचनात्मक अंतर हैं।

2- फॉस्फोग्लुकोज आइसोमेरेज़ (PGI)

हेक्सोकिनेस द्वारा ग्लूकोज फॉस्फोराइलेट जो फॉस्फोग्लुकोज आइसोमेरेज (पीजीआई) के माध्यम से 6-फॉस्फेट को फ्रुक्टोज के लिए आइसोमेराइज किया जाता है, जिसे ग्लूकोज 6-फॉस्फेट आइसोमेरेज के रूप में भी जाना जाता है। एंजाइम, तब, परमाणुओं को हटा या जोड़ नहीं देता है, लेकिन संरचनात्मक स्तर पर उन्हें पुनर्व्यवस्थित करता है।

यह अपने डिमेरिक रूप में एक सक्रिय एंजाइम है (मोनोमर का वजन कम से कम 66 kDa) है और यह न केवल ग्लाइकोलाइसिस में शामिल है, बल्कि ग्लूकोनेोजेनेसिस में, पौधों में कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण में भी शामिल है, आदि।

3- फॉस्फोफ्रोस्टोकिन्स (PFK)

फ्रुक्टोज 6-फॉस्फेट, फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज एंजाइम के लिए एक सब्सट्रेट है, जो फॉस्फोरिल समूह दाता के रूप में एटीपी का उपयोग करके इस अणु को फिर से फॉस्फोराइलेट करने में सक्षम है, फ्रुक्टोज 1,6-बिस्फोस्फेट का उत्पादन करता है।

यह एंजाइम बैक्टीरिया और स्तनधारियों में एक होमोटेट्रामेरिक एंजाइम (बैक्टीरिया और बैक्टीरिया के लिए प्रत्येक 33 kDa में से चार समान सबयूनिट्स से बना होता है) और यीस्ट में एक ऑक्टेमर (बड़े सबयूनिट्स से बना) के बीच होता है। 112 और 118 केडीए)।

यह एक ऑलस्टेरिक एंजाइम है, जिसका अर्थ है कि यह सकारात्मक रूप से या नकारात्मक रूप से इसके कुछ उत्पादों (एडीपी) और अन्य अणुओं जैसे एटीपी और साइट्रेट द्वारा विनियमित है।

4- एल्डोलस

फ्रुक्टोज 1,6-बिस्फोस्फेट एल्डोलेस के रूप में भी जाना जाता है, एल्डोलस फ्रुक्टोज 1,6-बिस्फोस्फेट के उत्प्रेरक ब्रेकडाउन को डायहाइड्रोक्सीसिटोन फॉस्फेट और ग्लिसरॉक्सीडेल 3-फॉस्फेट और रिवर्स प्रतिक्रिया, अर्थात् दोनों शर्करा के गठन के लिए दोनों शर्करा के मिलन के लिए उत्प्रेरित करता है। फ्रुक्टोज 1,6-बिसफ़ॉस्फ़ेट।

दूसरे शब्दों में, यह एंजाइम फ्रुक्टोज 1,6-बिस्फोस्फेट को आधे में काटता है, दो फॉस्फोराइलेटेड 3-कार्बन यौगिकों को जारी करता है। एल्डोलेज़ भी 4 समान सबयूनिट्स से बना है, प्रत्येक की अपनी सक्रिय साइट है।

इस एंजाइम के दो वर्गों (I और II) का अस्तित्व निर्धारित किया गया है, जो कि उनके द्वारा उत्प्रेरित होने वाली प्रतिक्रिया के तंत्र द्वारा विभेदित होते हैं और क्योंकि कुछ (पहले) बैक्टीरिया में होते हैं और "कम" यूकेरियोट्स, और अन्य (में दूसरा) बैक्टीरिया, प्रोटिस्ट और मेटाज़ोन्स में हैं।

"उच्च" यूकेरियोटिक एल्डोलेस में 40 kDa आणविक भार के सबयूनिट्स का एक होमोटेमर होता है, प्रत्येक में 8 β / α शीट्स से बना बैरल होता है।

5- ट्रायोज फॉस्फेट आइसोमेरेज (TIM)

ट्राइफ-फॉस्फेट आइसोमेरेज़ की कार्रवाई के लिए दो फॉस्फोराइलेटेड ट्रिपोज़ को एक-दूसरे के साथ अंतर्संबंधित किया जा सकता है, जो दोनों ग्लाइकोलिसिस में शर्करा का उपयोग करने की अनुमति देता है, जिससे प्रत्येक ग्लूकोज अणु का पूर्ण उपयोग सुनिश्चित होता है जो मार्ग में प्रवेश करता है।

इस एंजाइम को "परिपूर्ण" एंजाइम के रूप में वर्णित किया गया है, क्योंकि यह आपकी भागीदारी के बिना एक खरब गुना तेजी के बारे में वर्णित प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है। इसकी सक्रिय साइट एक बीटा-बैरल संरचना के केंद्र में है, कई ग्लाइकोलाइटिक एंजाइमों की विशेषता है।

यह एक डिमरिक प्रोटीन है, जो लगभग 27 kDa के दो समान सब यूनिटों से बना होता है, दोनों एक गोलाकार संरचना के साथ।

6- ग्लिसराल्डेहाइड 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज (GAPDH)

एल्डोलेज़ और ट्रायोज़ फ़ॉस्फ़ेट आइसोमेज़ की क्रिया द्वारा निर्मित ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट GAPDH के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है, जो कि एक होमोटेरामेरिक एंजाइम (34-38 kDa प्रत्येक सबयूनिट) है जो सहकारी रूप से प्रत्येक में NAD + के एक अणु को बांधता है। इसके 4 सक्रिय स्थलों के साथ-साथ 2 फॉस्फेट या सल्फेट आयन।

मार्ग के इस चरण में, एंजाइम अपने सब्सट्रेट में से एक फॉस्फोरिल समूह दाता के रूप में अकार्बनिक फॉस्फेट का उपयोग करने की अनुमति देता है, जिसमें दो एनएडी + अणुओं की सहवर्ती कमी और 1,3-बिस्फोस्फोग्लिसरेट का उत्पादन होता है।

7- फॉस्फोग्लाइसेरेट कीनेज (PGK)

फॉस्फोग्लाइसेरेट काइनेज सब्सट्रेट स्तर पर फॉस्फोराइलेशन द्वारा 1,3-बिसफॉस्फोलाइसेरेट के फॉस्फेट समूहों में से एक एडीपी अणु में स्थानांतरित करने के लिए जिम्मेदार है। यह एंजाइम हेक्सोकाइनेज द्वारा उपयोग किए जाने वाले एक तंत्र के समान उपयोग करता है, क्योंकि यह अपने सब्सट्रेट पर संपर्क पर बंद हो जाता है, उन्हें पानी के अणुओं में हस्तक्षेप करने से बचाता है।

यह एंजाइम, दूसरों की तरह जो दो या अधिक सब्सट्रेट का उपयोग करते हैं, उनके पास एडीपी के लिए एक बाध्यकारी साइट और चीनी फॉस्फेट के लिए एक और है।

वर्णित अन्य एंजाइमों के विपरीत, यह प्रोटीन एक 44 kDa मोनोमर है जिसमें एक बिलोबल संरचना होती है, जो एक संकीर्ण "फांक" से जुड़े एक ही आकार के दो डोमेन से बना होता है।

8- फॉस्फोग्लाइसरेट म्यूटेज

3-फॉस्फोग्लाइसेरेट, फॉस्फेट समूह से कार्बन 2 की ओर अणु के बीच में एक परिवर्तन से गुजरता है, जो एक रणनीतिक अस्थिरता साइट का प्रतिनिधित्व करता है जो समूह के एटीपी अणु को मार्ग के अंतिम प्रतिक्रिया में बाद के हस्तांतरण की सुविधा देता है।

यह पुनर्व्यवस्था एंजाइम फॉस्फोग्लाइसेरट म्यूटेज, मनुष्यों के लिए एक डिमेरिक एंजाइम और खमीर के लिए टेट्रामेरिक, 27 केडीए के करीब सबयूनिट आकार के साथ उत्प्रेरित होती है।

9- एनोलेस

Enolase 2-फॉस्फोग्लाइसेरेट के डिहाइड्रेशन को फॉस्फोनिओलफ्रूवेट में उत्प्रेरित करता है, अगली प्रतिक्रिया में एटीपी की पीढ़ी के लिए एक आवश्यक कदम।

यह एक डिमरिक एंजाइम है जो दो समान 45 केडीए सबयूनिट्स से बना है। यह अपनी स्थिरता के लिए मैग्नीशियम आयनों पर निर्भर करता है और इसके सब्सट्रेट को बांधने के लिए आवश्यक रूपात्मक परिवर्तन के लिए। यह एंजाइमों में से एक है जो कई जीवों के साइटोसोल में बहुतायत से व्यक्त किया जाता है और ग्लाइकोलाइटिक के अलावा कार्य करता है।

10- पाइरूवेट किनसे

ग्लाइकोलाइसिस में होने वाला दूसरा सब्सट्रेट-स्तर फॉस्फोराइलेशन, पाइरूवेट किनेज द्वारा उत्प्रेरित होता है, जो फॉस्फोरिनल समूह से फॉस्फेनोलेफ्रुवेट से एडीपी और पाइरूवेट के उत्पादन के लिए जिम्मेदार होता है।

यह एंजाइम अन्य ग्लाइकोलाइटिक एंजाइमों की तुलना में अधिक जटिल है और स्तनधारियों में यह एक होमोट्रामेरिक एंजाइम (57 केडीए / सबयूनिट) है। कशेरुक में, कम से कम 4 isoenzymes हैं: L (जिगर में), R (एरिथ्रोसाइट्स में), M1 (मांसपेशी और मस्तिष्क में) और M2 (भ्रूण के ऊतक और वयस्क ऊतक)।

ग्लाइकोलाइसिस के चरण (चरण दर चरण)

ग्लाइकोलाइटिक मार्ग में दस अनुक्रमिक चरण होते हैं और यह ग्लूकोज के एक अणु से शुरू होता है। इस प्रक्रिया के दौरान, ग्लूकोज अणु दो सक्रिय कणों के साथ "सक्रिय" या "तैयार" होता है, जिसमें दो एटीपी अणु होते हैं।

इसके बाद, इसे दो टुकड़ों में "काट" दिया जाता है और अंत में इसे रासायनिक रूप से दो बार संशोधित किया जाता है, रास्ते में चार एटीपी अणुओं को संश्लेषित किया जाता है, ताकि मार्ग में शुद्ध लाभ दो एटीपी अणुओं के अनुरूप हो।

ऊपर से, यह अनुमान लगाया जा सकता है कि मार्ग एक ऊर्जा "निवेश" चरण में विभाजित है, ग्लूकोज अणु के पूर्ण ऑक्सीकरण के लिए मौलिक है, और एक और ऊर्जा "लाभ" चरण है, जहां शुरू में इस्तेमाल की गई ऊर्जा को बदल दिया जाता है और दो प्राप्त होते हैं। शुद्ध एटीपी अणु।

- ऊर्जा निवेश का चरण

1- ग्लाइकोलाइटिक मार्ग के पहले चरण में हेक्सोकिनेस (एचके) द्वारा मध्यस्थ ग्लूकोज के फॉस्फोराइलेशन होते हैं, जिसके लिए एंजाइम ग्लूकोज के प्रत्येक अणु के लिए एटीपी के एक अणु का उपयोग करता है जो फॉस्फोरिलेटेड होता है। यह एक अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया है और मैग्नीशियम आयनों की उपस्थिति पर निर्भर करता है (Mg2 +):

ग्लूकोज + एटीपी → ग्लूकोज 6-फॉस्फेट + एडीपी

2- इस प्रकार निर्मित ग्लूकोज 6-फॉस्फेट एंजाइम फॉस्फोग्लुकोस आइसोमरेज (PGI) की क्रिया की बदौलत 6-फॉस्फेट फ्रुक्टोज के लिए आइसोमेरिज्ड होता है। यह एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया है और इसमें अतिरिक्त ऊर्जा व्यय शामिल नहीं है:

ग्लूकोज 6-फॉस्फेट → फ्रुक्टोज 6-फॉस्फेट

3- इसके बाद, एक अन्य ऊर्जा उलटा कदम में फ्रुक्टोज 6-फॉस्फेट के फॉस्फोराइलेशन को फ्रुक्टोज 1,6-बिस्फोस्फेट बनाने के लिए शामिल किया जाता है। यह प्रतिक्रिया एंजाइम फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज -1 (PFK-1) द्वारा उत्प्रेरित होती है। मार्ग के पहले चरण की तरह, फॉस्फेट समूह दाता अणु एटीपी है और यह एक अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया भी है।

फ्रुक्टोज 6-फॉस्फेट + एटीपी → फ्रुक्टोज 1,6-बिस्फोस्फेट + एडीपी

4- ग्लाइकोलाइसिस के इस चरण में, डिहाइड्रॉक्सीसिटोन फॉस्फेट (डीएचएपी), एक किटोसिस और ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट (जीएपी), एक एल्डोज में फ्रक्टोज 1,6-बिस्फोस्फेट का उत्प्रेरक विघटन होता है। यह एल्डोल संघनन एंजाइम एल्डोलेज़ द्वारा उत्प्रेरित होता है और एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है।

फ्रुक्टोज 1,6-बिसफ़ॉस्फ़ेट → डायहाइड्रॉक्सीसेटोन फॉस्फेट + ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट

5- ऊर्जा उलटा चरण की अंतिम प्रतिक्रिया में एंजाइम फॉस-फॉस्फेट आइसोमेरेज़ (टीआईएम) द्वारा उत्प्रेरित ट्राइज़ फॉस्फेट डीएचएपी और जीएपी का एक-दूसरे से जुड़ाव होता है, एक ऐसा तथ्य जो अतिरिक्त ऊर्जा सेवन की आवश्यकता नहीं है और यह एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया भी है।

डायहाइड्रोक्सीसेटोन फॉस्फेट rox ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट

- ऊर्जा लाभ चरण

6- ग्लिसराल्डीहाइड 3-फॉस्फेट का उपयोग ग्लाइकोलिटिक मार्ग में "डाउनस्ट्रीम" के रूप में किया जाता है, जो ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में होता है और फॉस्फोराइलेशन के लिए एक ही एंजाइम, ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज (GAPDH) द्वारा उत्प्रेरित होता है।

एंजाइम एक कार्बोक्जिलिक एसिड के अणु के सी 1 कार्बन के ऑक्सीकरण और एक ही स्थिति में इसके फॉस्फोराइलेशन को उत्प्रेरित करता है, जिससे 1,3-बिस्फोस्फोग्लिसरेट उत्पन्न होता है। प्रतिक्रिया के दौरान, ग्लूकोज के प्रत्येक अणु के लिए NAD + के 2 अणु कम हो जाते हैं और अकार्बनिक फॉस्फेट के 2 अणुओं का उपयोग किया जाता है।

2Glycaraldehyde 3-फॉस्फेट + 2NAD + + 2Pi → 2 (1,3-बिस्फोस्फोग्लिसरेट) + 2NADH + 2H

एरोबिक जीवों में, इस तरह से उत्पादित प्रत्येक एनएडीएच ऑक्सीडेंट फास्फोरिलीकरण द्वारा 6 एटीपी अणुओं के संश्लेषण के लिए सब्सट्रेट के रूप में काम करने के लिए इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला से गुजरता है।

7- यह ग्लाइकोलाइसिस में पहला एटीपी संश्लेषण कदम है और इसमें 1,3-बिसफ़ॉस्फ़ोग्लिसेरेट पर फॉस्फोग्लाइसेरेट कीनेज (पीजीके) की कार्रवाई शामिल है, जो इस अणु से एक फॉस्फोरिल समूह (सब्सट्रेट-स्तरीय फॉस्फोराइलेशन) को एक अणु में स्थानांतरित करता है। ADP, ग्लूकोज के प्रत्येक अणु के लिए 2ATP और 3-phosphoglycerate (3PG) के 2 अणुओं की उपज।

2 (1,3-बिसफ़ॉस्फ़ोग्लिसेरेट) + 2ADP → 2 (3-फ़ॉस्फ़ोग्लिसेरेट) / 2ATP

8- 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट एंजाइम फॉस्फोग्लाइसेरट म्यूटेज (PGM) के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है, जो इसे दो-चरण प्रतिक्रिया के माध्यम से कार्बन 3 से कार्बन 2 में फॉस्फोरिल समूह के विस्थापन द्वारा 2-फॉस्फोग्लाइसेरेट में परिवर्तित करता है जो प्रतिवर्ती और निर्भर है। मैग्नीशियम आयन (Mg + 2)।

2 (3-फॉस्फोग्लाइसेरेट) → 2 (2-फॉस्फोग्लाइसेरेट)

9- एनोलेज एंजाइम 2-फॉस्फोग्लाइसेर को डीहाइड्रेट करता है और एक प्रतिक्रिया के माध्यम से फॉस्फेनोलेफ्रुवेट (पीईपी) का उत्पादन करता है जो अतिरिक्त ऊर्जा को जोड़ने का वारंट नहीं करता है और जिसका उद्देश्य निम्नलिखित में अपने फॉस्फोरिल समूह को दान करने में सक्षम एक उच्च-ऊर्जा यौगिक का उत्पादन करना है। प्रतिक्रिया।

2 (2-फॉस्फोग्लाइसेरेट) → 2 फॉस्फोनिओलफ्रूवेट

10- फॉस्फेनोलेफ्रुवेट एंजाइम पाइरूवेट किनेज (पीवाईके) के लिए एक सब्सट्रेट है, जो इस अणु में फॉस्फोरिल समूह को एक एडीपी अणु के हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार है, इस प्रकार सब्सट्रेट स्तर पर एक और फॉस्फोराइलेशन प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है।

प्रतिक्रिया में, प्रत्येक ग्लूकोज के लिए 2ATP और 2 पाइरूवेट अणुओं का उत्पादन किया जाता है और आयनिक रूप में पोटेशियम और मैग्नीशियम की उपस्थिति आवश्यक है।

2Phosphoenolpyruvate + 2ADP → 2Pyruvate + 2ATP

इस तरह से ग्लाइकोलाइसिस की शुद्ध उपज, रास्ते में प्रवेश करने वाले प्रत्येक ग्लूकोज अणु के लिए 2ATP और 2NAD + होती है।

यदि यह एरोबिक चयापचय के साथ कोशिकाएं हैं, तो एक ग्लूकोज अणु का कुल क्षरण 30 और 32 एटीपी के बीच क्रेब्स चक्र और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के माध्यम से होता है।

ग्लाइकोलाइसिस के उत्पाद

ग्लाइकोलाइसिस की सामान्य प्रतिक्रिया इस प्रकार है:

ग्लूकोज + 2NAD + + 2ADP + 2Pi → 2Pruvate + 2ATP + 2NADH + 2H +

इसलिए, यदि इसका संक्षेप में विश्लेषण किया जाए, तो यह सुनिश्चित किया जा सकता है कि ग्लाइकोलाइटिक मार्ग के मुख्य उत्पाद पाइरूवेट, एटीपी, एनएडीएच और एच हैं।

हालांकि, प्रत्येक प्रतिक्रिया मध्यस्थ का चयापचय भाग्य, काफी हद तक, सेलुलर जरूरतों पर निर्भर करता है, यही वजह है कि सभी मध्यवर्ती को प्रतिक्रिया उत्पादों के रूप में माना जा सकता है, और निम्नानुसार सूचीबद्ध किया जा सकता है:

- ग्लूकोज 6-फॉस्फेट

- फ्रुक्टोज 6-फॉस्फेट

- फ्रुक्टोज 1,6-बिसफ़ॉस्फ़ेट

- डायहाइड्रॉक्सीसेटोन फॉस्फेट और ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट

- 1,3-बिसफ़ॉस्फ़ोग्लिसरेट

- 3-फॉस्फोग्लिसरेट और 2-फॉस्फोग्लिसरेट

- फॉस्फोनिओलफ्रूवेट और पाइरूवेट

महत्त्व

इस तथ्य के बावजूद कि ग्लाइकोलाइसिस, अपने आप में (एक एनारोबिक ग्लाइकोलिसिस की बात कर सकता है), एटीपी के केवल 5% का उत्पादन करता है जिसे ग्लूकोज के एरोबिक अपचय से निकाला जा सकता है, यह चयापचय मार्ग कई कारणों से आवश्यक है:

- यह ऊर्जा के एक "तेज" स्रोत के रूप में कार्य करता है, विशेष रूप से ऐसी स्थितियों में जहां एक जानवर को जल्दी से आराम की स्थिति से बाहर आना पड़ता है, जिसके लिए एरोबिक ऑक्सीकरण प्रक्रिया पर्याप्त तेज नहीं होगी।

- मानव शरीर में "सफेद" कंकाल की मांसपेशी फाइबर, उदाहरण के लिए, फास्ट-ट्विच फाइबर हैं और कार्य करने के लिए अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस पर निर्भर करते हैं।

- जब, किसी कारण से, किसी कोशिका को अपने माइटोकॉन्ड्रिया के बिना कुछ करने की आवश्यकता होती है (जो कि ऐसे अंग हैं जो ग्लाइकोलाइटिक उत्पादों के हिस्से के ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण को बाहर ले जाते हैं, तो अन्य चीजें) सेल द्वारा प्राप्त ऊर्जा पर अधिक निर्भर हो जाती हैं ग्लाइकोलाइटिक मार्ग।

- कई कोशिकाएं ग्लूकोज के माध्यम से ऊर्जा के स्रोत के रूप में ग्लूकोज पर निर्भर करती हैं, उनमें लाल रक्त कोशिकाओं, आंतरिक अंगों की कमी, और आंख की कोशिकाएं (विशेष रूप से कॉर्निया की) जो माइटोकॉन्ड्रिया का उच्च घनत्व नहीं रखती हैं।

संदर्भ

कैनबैक, बी।, एंडरसन, एसजीई, और कुरलैंड, सीजी (2002)। ग्लाइकोलाइटिक एंजाइमों की वैश्विक फिग्लोजेनी। नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही, 99 (9), 6097-6102।
चौधरी आर, वराकलो एम। जैव रसायन, ग्लाइकोलाइसिस। । में: स्टेटपियरल्स। ट्रेजर आइलैंड (FL): स्टेटपर्ल्स पब्लिशिंग; 2020 जन-। से उपलब्ध:
Fothergill-Gilmore, LA, & Michels, PA (1993)। ग्लाइकोलाइसिस का विकास। बायोफिज़िक्स और आणविक जीव विज्ञान में प्रगति, 59 (2), 105-235।
किम, जेडब्ल्यू, और डांग, सीवी (2005)। ग्लाइकोलाइटिक एंजाइमों की बहुआयामी भूमिका। जैव रासायनिक विज्ञान में रुझान, 30 (3), 142-150।
कुमारी, ए। (2017)। स्वीट बायोकैमिस्ट्री: याद रखना संरचनाएं, चक्र, और मार्ग द्वारा Mnemonics। अकादमिक प्रेस।
ली, एक्सबी, गुजरात, जेडी, और झोउ, क्यूएच (2015)। एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस और इसके प्रमुख एंजाइमों की समीक्षा - फेफड़ों के कैंसर चिकित्सा के लिए नए लक्ष्य। थोरैसिक कैंसर, 6 (1), 17-24।

ग्लाइकोलाइसिस: कार्य, एंजाइम, चरण, उत्पाद, महत्व - जीवविज्ञान - 2025