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 1: Энергозатратная (подготовительная)
Цель: активировать молекулу глюкозы, потратив 2 ATФ, и сделать её нестабильной, чтобы легко расколоть пополам.
Реакция 1: Фосфорилирование глюкозы
- Что происходит: глюкоза попадает в клетку и "метится" фосфатной группой, то есть на неё прикрепляется метка – фосфат, чтобы она не сбежала.
- Фермент: гексокиназа (в печени — глюкокиназа).
- Энергетика: тратится 1 ATФ.
Реакция 2: Изомеризация
- Что происходит: глюкозо-6-фосфат превращается во фруктозо-6-фосфат. Меняется структура с шестичленного кольца на пятичленное, что удобно для последующего расщепления.
- Фермент: глюкозо-6-фосфатизомераза.
Реакция 3: Второе фосфорилирование (Ключевая!)
- Что происходит: к фруктозо-6-фосфату добавляется вторая фосфатная группа. Теперь у нас "супер-активированная" молекула.
- Фермент: фосфофруктокиназа-1 (ПФК-1). Это главный регуляторный фермент гликолиза. Если клетке не нужна энергия, гликолиз тормозится именно здесь.
- Энергетика: тратится 1 ATФ.
Реакция 4: Расщепление
- Что происходит: нестабильная молекула фруктозо-1,6-бисфосфат легко разваливается на две трехуглеродные молекулы: дигидроксиацетон-фосфат (ДАФ) и глицеральдегид-3-фосфат (ГАФ).
- Фермент: альдолаза.
Реакция 5: Изомеризация
- Что происходит: ДАФ бесполезен для дальнейшего гликолиза. Он быстро превращается во вторую молекулу ГАФ.
- Фермент: триозофосфат-изомераза.
Итог Фазы 1: Из одной молекулы глюкозы мы получили две молекулы глицеральдегид-3-фосфата (ГАФ), потратив на это 2 ATФ.
Подробнее об энергетическом обмене можно найти в нашем курсе по биохимии.
Читайте также об этапах аэробного окисления
