ביוטכנולוגיה/גליקוליזה

גליקוליזה – תהליך במהלכו מפרקים סוכר למולקולת פירובט. הסוכר אינו מתפרק עד סופו כי חסר חמצן (O).

שלבי התהליך (מילים קצת מסובכות וארוכות – אין צורך לזכור אלא להבין)

שלב ההכנה

• א. מאכל נכנס לגוף ונוצרות מולקולות גלוקוז (בעל 6 פוספט) "בו בזמן" נוצר פוספט (או זרחה) מפירוק ATP (כמו סיפור התרנגולת והביצה – מי נוצר ראשון). באמצעות האנזים הקסוקונאז, מולקולת הפוספט "מתיישבת" על קצה הגלוקוז, הופכת אותו לשלילי ובכך מונעת את יציאתו מהתא.
  
  
• ב. מולקולת הגלוקוז עוברת איזומריזציה (=שינוי קונפורמציה/שינוי מבנה) והופכת לפרוקטוז 6 פוספט באמצעות האנזים פוספו-גלוקו-איזומראז.
  
  
• ג. עתה, פוספט אחר מתיישב בצידו השני (בתחילה) של המולקולה (פרוקטוז 6 פוספט) באמצעות האנזים פסופו-פרוקו-קינאז. המולקולה המתקבלת שלילית אף יותר (2-), ונקראת פרוקטוז 1,6 בי-פוספט.
  
  
• ד. המולקולה "מתחרפנת" בעקבות מטענה ובאמצעות האנזים אלדולאז היא נשברת לשני חלקים (אותם יש לזכור) :
  • GA3P (גלצראלדהיד 3 פוספט) - זהו החלק בו נמצא הפוספט בתחילת המולקולה.
  • DHAP (דיהידרוקסי-אצטון פוספט) - זהו החלק בו נמצא הפוספט בסוף המולקולה.
    
    
• ה. (בו בזמן עם סעיף ו') 'האנזים איזומראז שומר על שיווי משקל כימי בין GA3P ל-DHAP. כיוון שמעתה התהליך ממשיך רק על מולקולת ה-GA3P, הופכת מולקולת ה-DHAP ל-GA3P (וממשיכה את התהליך) – יש לזכור שכאן אנו מדברים על מולקולה DHAP אחת (ולכן "אין שווי משקל"), אך, בתהליך הגליקוליזה לא מדובר על מולקולה גלוקוז אחת, אלא על מיליונים. לכן, חשוב שה-DHAP יהפוך ל-GA3P בשביל לקיים את שווי המשקל (המתקיים בין שני המולקולות).
  
  
• ו. האנזים "גליצראלדהיד 3 פוספט דהידרוגנאז" מבצע עתה סדרה של פעולות :
  • קשירת GA3P באתר הפעיל.
  • מעבר ⁺H ל- ⁺NAD (הנמצא גם הוא באתר הפעיל של האנזים ומשמש כקופקטור) כך שמתקבל NADH
  • האנרגיה המשתחררת (שחרור האלקטרון) בעקבות התהליך חמצון חיזור מנוצלת מיד להוספת פוספט (חופשי מהתא, לא מATP) למולקולה שעתה נמצאת באטרף, והופכת אותה ל- 3,1-ביפוספוגליצרט.
    

עד כה, מאזן האנרגיה הוא 2 (בזבוז 2 מולקולות ATP), כמו כן נוצרו 2 מולקולות מחזר :

• הראשונה בעקבות שווי המשקל במהלכו DHAP הופך ל-GA3P.
• השניה בעקבות פעילות האנזים "גליצראלדהיד 3 פוספט דהידרוגנאז.

שלב הרווח

• ז. אנזים (פוספוגליצרוקינאז) מעביר קבוצת פוספט (הנוצר בסעיף הקודם) מהמולקולה המתחרפנת (שבסעיף ו') ל-ADP.

עד כה, קבלנו מכל מולקולת גלוקוז 2 מולקולות ATP (אחת מ-GA3P והשנייה מ-DHAP שהפכה ל-GA3P).

חשוב! בנית ATP ע"י הוספת Pi ממולקולת אחרת באמצעות אנזימים קינאז נקראת זרחון ברמת הסובסטרט.

• ח. אנזים (פוספוגליצרומוטאז) מעביר את הפוספט למקום טוב יותר (בשביל התא והמשך התהליך).
• ט. לאחר הוצאת מים ממולקולה זו מתקבלת מולקולה חשובה בשם PEP (פוספו אנול פירובט).
  
  
• י. עתה פירובט קינאז לוקח את הפוספט מ-PEP ומצמיד אותו ל-ADP לקבלת שתי מולקולות ATP.

סיכום תהליך הגליקוליזה (הפרטים העיקריים)

• בשני השלבים הראשונים של התהליך מושקעת אנרגיה.
• ישנו שלב (ד') בו המולקולה גלוקוז נשברת לשני תוצרים.
• בסוף הגליקוליזה התוצרים מכל מולקולת גלוקוז אחת :
  • 2 מולקולות NADH.
  • 2 מולקולות ATP.
  • 2 מולקולות פירובט.

זהו תהליך חמצון חלקי. מה שיקבע את המשך התהליך הוא נכחות החמצן.

קישורים חיצוניים

ערך בוויקיפדיה: גליקוליזה