Гликолиз — это не просто 10 реакций в учебнике биохимии. Это фундаментальный процесс, обеспечивающий энергией жизнь в самых разных условиях. Понимание его этапов и логики — ключ к освоению всей биоэнергетики.
Что такое гликолиз?
Представьте, что ваша клетка — это крошечный биохимический завод. Ему нужна энергия для работы. Самый универсальный и древний способ получить эту энергию — гликолиз. Это цепочка из 10 ферментативных реакций, в ходе которых одна молекула глюкозы (C₆H₁₂O₆) расщепляется до двух молекул пирувата (C₃H₄O₃). Главный приз этого процесса — синтез энергии в виде ATФ и НАДH.
Ключевые факты о гликолизе, которые нужно знать для коллока и экзамена:
- Происходит в цитоплазме всех клеток организма.
- Не требует кислорода (анаэробный процесс).
- Итоговое уравнение:
Глюкоза + 2 НАД⁺ + 2 AДФ + 2 Pi → 2 Пирувата + 2 НАДH + 2 H⁺ + 2 ATФ + 2 H₂O
Чтобы не запутаться, запомните, что гликолиз делится на две основные фазы:
- Энергозатратная фаза (реакции 1-5): мы тратим ATФ, чтобы активировать и подготовить глюкозу.
- Энерговырабатывающая фаза (реакции 6-10): мы получаем ATФ и НАДH.
Фаза 2: Энерговырабатывающая
Цель: Превратить две молекулы ГАФ в пируват, попутно генерируя ATФ и НАДН.
Реакция 6: окисление и фосфорилирование
- Что происходит: ГАФ окисляется, и его энергия запасается в форме НАДН (это "энергетический ваучер", который можно обналичить в дыхательной цепи). Одновременно молекула получает неорганический фосфат (Pi), превращаясь в высокоэнергетическое соединение.
- Фермент: Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа.
- Энергетика: Образуется 1 НАДН (и так для каждой из двух молекул ГАФ).
Реакция 7: Первое образование ATФ (субстратное фосфорилирование!)
- Что происходит: Высокоэнергетическая фосфатная группа с 1,3-бифосфоглицерата переносится на AДФ, образуя ATФ. Это называется субстратное фосфорилирование (синтез ATФ без участия ATФ-синтазы).
- Фермент: Фосфоглицераткиназа.
- Энергетика: Образуется 1 ATФ (и так для каждой из двух молекул).
Реакция 8: Изомеризация
- Что происходит: Фосфатная группа переносится с 3-го атома углерода на 2-й. Это подготавливает почву для создания следующего высокоэнергетического соединения.
- Фермент: Фосфоглицератмутаза.
Реакция 9: Дегидратация (Создание "энергетической пружины")
- Что происходит: От молекулы отщепляется вода, что приводит к образованию фосфоенолпирувата (ФЭП). ФЭП — это очень нестабильная молекула с высокой энергией фосфатной связи (как сжатая пружина).
- Фермент: Енолаза.
Реакция 10: Второе образование ATP
- Что происходит: "Пружина" разжимается. Высокоэнергетическая фосфатная группа с ФЭП переносится на AДФ, образуя ATФ. Это второе субстратное фосфорилирование.
- Фермент: Пируваткиназа (ещё один важный регуляторный пункт).
- Энергетика: Образуется 1 ATФ (и так для каждой из двух молекул). Образуется пируват.
Дальнейшая судьба продуктов гликолиза:
- Пируват — центральный метаболит. Его судьба зависит от наличия кислорода:
Кислород есть: Пируват идет в митохондрии, превращается в ацетил-КоА и вступает в цикл Кребса, давая ещё много ATФ.
Кислорода нет (например, в мышцах при нагрузке): Пируват восстанавливается до лактата, чтобы регенерировать НАД⁺ и позволить гликолизу продолжаться.
- НАДH: "Обналичивается" в дыхательной цепи митохондрий для синтеза дополнительного ATФ.
- ATФ: Используется клеткой для всех энергозатратных процессов.
Подробнее можно найти в нашем курсе по энергетическом обмену
Читайте также об энергозатратной фазе гликолиза.
Похожие статьи
