Biokimya nəyi öyrənir? Qlikoliz, oksigendən istifadə etmədən heyvan və insan toxumalarında baş verən qlükoza parçalanmasının ciddi enzimatik prosesidir. Məhz o, biokimyaçılar tərəfindən laktik turşu və ATP molekullarını əldə etməyin bir yolu kimi qəbul edilir.
Tərif
Aerob qlikoliz nədir? Biokimya bu prosesi canlı orqanizmlərə enerji verən yeganə proses kimi baxır.
Məhz belə bir prosesin köməyi ilə heyvanların və insanların orqanizmi kifayət qədər oksigen olmayan şəraitdə müəyyən müddət ərzində müəyyən fizioloji funksiyaları yerinə yetirə bilir.
Qlükozanın parçalanması prosesi oksigenin iştirakı ilə aparılırsa, aerob qlikoliz baş verir.
Onun biokimyası nədir? Qlikoliz qlükozanın suya və karbon qazına oksidləşməsi prosesində ilk addım hesab olunur.
Tarix Səhifələri
"Qlikoliz" termini Lepin tərəfindən on doqquzuncu əsrin sonlarında qan dövranı sistemindən çıxarılan qan qlükozasının azaldılması prosesi üçün istifadə edilmişdir. Bəzi mikroorqanizmlərdə qlikolizə bənzər fermentasiya prosesləri var. Belələri üçüntransformasiya on bir fermentdən istifadə edir, onların əksəriyyəti homojen, yüksək təmizlənmiş və ya kristal şəklində təcrid olunur, onların xassələri yaxşı öyrənilir. Bu proses hüceyrənin hialoplazmasında baş verir.
Prosesin xüsusiyyətləri
Qlikoliz necə gedir? Biokimya bu prosesin çoxmərhələli reaksiya kimi qəbul edildiyi bir elmdir.
Qlikolizin ilk fermentativ reaksiyası olan fosforlaşma ortofosfatın ATP molekulları tərəfindən qlükozaya ötürülməsi ilə əlaqədardır. Heksokinaza fermenti bu prosesdə katalizator kimi çıxış edir.
Bu prosesdə qlükoza-6-fosfat istehsalı sistemin xeyli enerjisinin ayrılması ilə izah olunur, yəni geri dönməz kimyəvi proses baş verir.
Heksokinaza kimi ferment təkcə D-qlükozanın özünün deyil, həm də D-mannozun, D-fruktozanın fosforlaşması prosesinin katalizatoru kimi çıxış edir. Heksokinaza ilə yanaşı, qaraciyərdə bir D-qlükozanın fosforlaşma prosesini kataliz edən başqa bir ferment - qlükokinaza da var.
İkinci mərhələ
Müasir biokimya bu prosesin ikinci mərhələsini necə izah edir? Bu mərhələdə qlikoliz heksozfosfat izomerazanın təsiri altında qlükoza-6-fosfatın yeni maddəyə - fruktoza-6-fosfata keçməsidir.
Proses iki qarşılıqlı əks istiqamətdə gedir, kofaktor tələb etmir.
Üçüncü mərhələ
O, ATP molekullarının köməyi ilə əmələ gələn fruktoza-6-fosfatın fosforlaşması ilə bağlıdır. Bu prosesin sürətləndiricisi fosfofruktokinaz fermentidir. Reaksiyadönməz hesab olunur, maqnezium kationlarının iştirakı ilə baş verir, bu qarşılıqlı təsirin yavaş-yavaş davam edən mərhələsi hesab olunur. Məhz o, qlikoliz sürətini təyin etmək üçün əsasdır.
Fosfofruktokinaz allosterik fermentlərin nümayəndələrindən biridir. AMP və ADP tərəfindən stimullaşdırılan ATP molekulları tərəfindən inhibə edilir. Şəkərli diabet vəziyyətində, oruc zamanı, həmçinin yağların çox miqdarda istehlak edildiyi bir çox başqa şəraitdə toxuma hüceyrələrində sitrat miqdarı bir neçə dəfə artır. Belə şəraitdə sitrat tərəfindən fosfofruktokinazın tam fəaliyyətinə əhəmiyyətli dərəcədə maneə törədilir.
ATP-nin ADP nisbəti əhəmiyyətli dəyərlərə çatarsa, fosfofruktokinaz inhibə edilir, bu da qlikolizin yavaşlamasına kömək edir.
Qlikolizi necə artırmaq olar? Biokimya bunun üçün intensivlik amilini az altmağı təklif edir. Məsələn, işləməyən əzələdə fosfofruktokinazın aktivliyi aşağıdır, lakin ATP konsentrasiyası artır.
Əzələ işləyərkən, fermentin səviyyəsinin artmasına səbəb olan, qlikoliz prosesinin sürətlənməsinə səbəb olan ATP-nin əhəmiyyətli dərəcədə istifadəsi olur.
Dördüncü mərhələ
Aldolaz fermenti qlikolizin bu hissəsinin katalizatorudur. Onun sayəsində maddənin iki fosfotrioza çevrilən parçalanması baş verir. Temperatur dəyərindən asılı olaraq, tarazlıq müxtəlif səviyyələrdə qurulur.
Biokimya baş verənləri necə izah edir? Artan temperatur ilə qlikoliz birbaşa reaksiya, məhsul istiqamətində gedirqliseraldehid-3-fosfat və dihidroksiaseton fosfatdır.
Digər mərhələlər
Beşinci mərhələ trioz fosfatların izomerləşməsi prosesidir. Prosesin katalizatoru trioz fosfat izomeraz fermentidir.
Xülasə şəklində altıncı reaksiya hidrogen qəbuledicisi kimi NAD fosfatın iştirakı ilə 1,3-difosforqliserin turşusunun istehsalını təsvir edir. Məhz bu qeyri-üzvi agent hidrogeni qliseraldehiddən çıxarır. Nəticədə yaranan bağ kövrəkdir, lakin enerji baxımından zəngindir və parçalandıqda 1, 3-difosfoqliserin turşusu əldə edilir.
Fosfogliserat kinaz tərəfindən katalizləşdirilmiş yeddinci addım 3-fosfogliserin turşusu və ATP yaratmaq üçün fosfat qalığından enerjinin ADP-yə ötürülməsini nəzərdə tutur.
Səkkizinci reaksiyada fosfat qrupunun molekuldaxili transferi baş verir, 3-fosfogliserin turşusunun 2-fosfogliserata çevrilməsi müşahidə edilir. Proses geri çevrilə bilər, ona görə də onun həyata keçirilməsi üçün maqnezium kationlarından istifadə olunur.
2,3-difosfoqliserin turşusu bu mərhələdə ferment üçün kofaktor kimi çıxış edir.
Doqquzuncu reaksiya 2-fosfogliserin turşusunun fosfoenolpiruvata keçidini əhatə edir. Maqnezium kationları tərəfindən aktivləşdirilən enolaza fermenti bu prosesin sürətləndiricisi, ftorid isə bu halda inhibitor kimi çıxış edir.
Onuncu reaksiya əlaqənin qırılması və fosfat qalığının enerjisinin fosfoenolpiruvik turşudan ADP-yə ötürülməsi ilə davam edir.
On birinci mərhələ piruvik turşunun azalması, laktik turşunun alınması ilə bağlıdır. Bu çevrilmə laktat dehidrogenaz fermentinin iştirakını tələb edir.
Qlikolizi ümumi şəkildə necə yazmaq olar? Biokimyası yuxarıda müzakirə edilən reaksiyalar ATP molekullarının əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunan qlikolitik oksidləşməyə qədər azalır.
Proses dəyəri
Biz biokimyanın qlikolizi (reaksiyaları) necə təsvir etdiyinə baxdıq. Bu prosesin bioloji əhəmiyyəti böyük enerji ehtiyatına malik fosfat birləşmələrinin alınmasıdır. Əgər birinci mərhələdə iki ATP molekulu sərf edilirsə, o zaman mərhələ bu birləşmənin dörd molekulunun əmələ gəlməsi ilə əlaqələndirilir.
Onun biokimyası nədir? Qlikoliz və qlükoneogenez enerjiyə qənaətlidir: 2 ATP molekulu 1 qlükoza molekulunu təşkil edir. Qlükozadan iki turşu molekulunun əmələ gəlməsi zamanı enerji dəyişikliyi 210 kJ/mol təşkil edir. 126 kJ istilik şəklində ayrılır, 84 kJ ATP-nin fosfat bağlarında toplanır. Terminal bağının enerji dəyəri 42 kJ/mol təşkil edir. Biokimya oxşar hesablamalarla məşğul olur. Aerob və anaerob qlikoliz 0,4 effektivliyə malikdir.
Maraqlı faktlar
Çoxsaylı təcrübələr nəticəsində bütöv insan eritrositlərində baş verən hər bir qlikoliz reaksiyasının dəqiq dəyərlərini təyin etmək mümkün olmuşdur. Qlikolizin səkkiz reaksiyası termodinamik tarazlığa yaxındır, üç proses sərbəst enerjinin miqdarının əhəmiyyətli dərəcədə azalması ilə əlaqələndirilir və geri dönməz hesab olunur.
Qlükoneogenez nədir? Prosesin biokimyası karbohidratların parçalanmasından ibarətdir ki, bu da burada baş verirbir neçə mərhələdə. Hər bir addım fermentlər tərəfindən idarə olunur. Məsələn, aerob maddələr mübadiləsi (ürək toxumaları, böyrəklər) ilə xarakterizə olunan toxumalarda LDH1 və LDH2 izoenzimləri ilə tənzimlənir. Onlar kiçik miqdarda piruvat tərəfindən inhibə edilir, bunun nəticəsində laktik turşunun sintezinə icazə verilmir və trikarboksilik turşu siklində asetil-KoA-nın tam oksidləşməsinə nail olunur.
Anaerob qlikoliz başqa nə ilə xarakterizə olunur? Məsələn, biokimya prosesə digər karbohidratların daxil edilməsini nəzərdə tutur.
Laboratoriya tədqiqatları nəticəsində məlum olub ki, qida ilə birlikdə insan orqanizminə daxil olan fruktozanın təxminən 80%-i qaraciyərdə metabolizə olunur. Burada onun fruktoza-6-fosfata fosforlaşma prosesi baş verir, heksokinaza fermenti bu prosesin katalizatoru kimi çıxış edir.
Bu proses qlükoza tərəfindən maneə törədilir. Yaranan birləşmə bir neçə mərhələdə fosfor turşusunun xaric edilməsi ilə müşayiət olunan qlükoza çevrilir. Bundan əlavə, onun sonradan digər fosfor tərkibli üzvi birləşmələrə çevrilməsi mümkündür.
ATF və fosfofruktokinazanın təsiri altında fruktoza-6-fosfat fruktoza-1,6-difosfata çevriləcək.
Sonra bu maddə qlikoliz üçün xarakterik olan mərhələlərlə metabolizə olunur. Əzələlərdə və qaraciyərdə fruktozanın fosfor tərkibli birləşməsinə fosforlaşma prosesini sürətləndirə bilən ketohekzokinaz var. Proses qlükoza tərəfindən bloklanmır və yaranan fruktoza-1-fosfat ketoz-1-fosfat aldolazanın təsiri altında qliseraldehid və dihidroksiasetonfosfata parçalanır. D-gliseraldehid altındatriozokinazanın təsiri altında fosforlaşmaya daxil olur, nəticədə ATP molekulları sərbəst buraxılır və dihidroksiaseton fosfat əldə edilir.
Anadangəlmə anomaliyalar
Biokimyaçılar fruktoza mübadiləsi ilə bağlı bəzi anadangəlmə anomaliyaları müəyyən edə biliblər. Bu fenomen (əsas fruktozuriya) bədəndə ketohekzokinaz fermentinin tərkibində bioloji çatışmazlıq ilə əlaqələndirilir, buna görə də bu karbohidratın parçalanmasının bütün prosesləri qlükoza tərəfindən maneə törədilir. Bu pozuntunun nəticəsi qanda fruktoza yığılmasıdır. Fruktoza üçün böyrək həddi aşağıdır, buna görə də fruktozuriya qanda 0,73 mmol/L civarında olan karbohidrat konsentrasiyalarında aşkar edilə bilər.
Qalaktoza biosintezində iştirak
Qalaktoza orqanizmə qida ilə daxil olur, həzm sistemində parçalanaraq qlükoza və qalaktoza çevrilir. Birincisi, bu karbohidrat qalaktoza-1-fosfata çevrilir, proses galaktokinaz tərəfindən katalizlənir. Sonra, fosfor tərkibli birləşmə qlükoza-1-fosfata çevrilir. Bu mərhələdə uridin difosfoqalaktoza və UDP-qlükoza da əmələ gəlir. Prosesin sonrakı mərhələləri qlükozanın parçalanmasına bənzər bir sxem üzrə davam edir.
Qalaktoza mübadiləsinin bu yolu ilə yanaşı, ikinci sxem də mümkündür. Əvvəlcə qalaktoza-1-fosfat da əmələ gəlir, lakin sonrakı mərhələlər UTP molekullarının və qlükoza-1-fosfatın formalaşması ilə əlaqələndirilir.
Karbohidrat mübadiləsi ilə əlaqəli çoxsaylı patoloji vəziyyətlər arasında qalaktozemiya xüsusi yer tutur. Bu fenomen resessiv irsi xəstəliklə əlaqələndirilirqanda şəkərin səviyyəsi qalaktoza görə yüksəlir və 16,6 mmol/l-ə çatır. Eyni zamanda, qanda qlükoza tərkibində praktiki olaraq heç bir dəyişiklik yoxdur. Belə hallarda qanda qalaktoza ilə yanaşı qalaktoza-1-fosfat da toplanır. Qalaktozemiya diaqnozu qoyulmuş uşaqlarda zehni gerilik və katarakta da var.
Karbohidrat mübadiləsi pozğunluqlarının böyüməsi azaldıqca, səbəb ikinci yol boyunca qalaktozanın parçalanmasıdır. Biyokimyaçıların davam edən prosesin mahiyyətini öyrənə bilmələri sayəsində orqanizmdə qlükozanın natamam parçalanması ilə bağlı problemlərlə məşğul olmaq mümkün oldu.
