گلیکولیز 3

اهداف:

• آشنایی با فرایند گلیکولیز
• آشنایی با مولکول ها و محصولات هر مرحله از گلیکولیز
• نحوه تنظیم گلیکولیز

شرح درس:

از طرح گلیکولیز 2 به یاد دارید که در دو مرحله اول هنوز هیچ گونه ATP ی ساخته نشده است. اگر یکبار دیگر با دقت نگاه کنید متوجه می شوید که دو بار فسفریله شدن رخ داده است که هر دو به مصرف سبب مصرف دو مولکول ATP شده اند. بنابراین تا این مرحله سلول دچار ضرر نیز شده است!

در گام سوم گلیسرالدئید 3- فسفات به 1و3 بیس فسفوگلیسرات (1,3-BPG) تبدیل می شود. این واکنش نیز توسط آنزیم گلیسرالدئید 3- فسفات دهیدروژناز کاتالیز می شود. این ترکیب حاصل توانایی بالایی برای انتقال گروه فسفریل دارد. آنزیم مهم در این مرحله فسفوگلیسرات کیناز است که انتقال فسفریل را به مولکول ADP كاتالیز می کند. بنابراین در این مرحله ATP و 3-فسفوگلیسرات تولید می شود. اگر از مرحله قبل به خاطر داشته باشید دو مولكول گلیسرالدئید 3- فسفات تولید شده و حال در این مرحله دو مولکول ATP  تولید می شود. این دو مولکول ATP حاصل جای دو مولکول ATP که در گام اول مصرف شد را می گیرند. 3-فسفوگلیسرات نیز به پیروات تبدیل می شود و همراه با ADP نیز به ATP تبدیل می گردد.

بنابراین در فرایند گلیکولیز دو مولکول پیروات و دو مولکول ATP از جمله مهم ترین محصولات تولیدی هستند.

فیلم های گلیکولیز سه و گلیکولیز چهار را مشاهده نمایید.

توضیح فیلم:

گلوکز در سیتوزول سلول طی فرایند گلیکولیز به مولکول های دیگر تبدیل می شود تا در آخر سلول بتواند از این مولکول ها برای تولید انرژی استفاده کند. در این چرخه در برخی از مراحل مولکول انرژی دار تولید می شود و در آخر نیز پیروات ساخته می شود.

پیروات حاصل از گلیکولیز نیز سه سرنوشت دارد یا باید تبدیل به اتانل شود، یا باید تبدیل به اسیدلاکتیک شود و یا باید به دی اکسید کربن مبدل گردد.

اگر پیروات تبدیل به اتانل شود که در بسیاری از مخمر ها دیده می شود الکل تولید می شود. در برخی میکروارگانیسم ها پیروات تبدیل به اسیدلاکتیک می شود. این فرایند در هنگام فعالیت ورزشی شدید نیز در عضله رخ می دهد. همچنین در مواقعی که میزان اکسیژن در سلول نیز ناچیز است، این تبدیل شدن مشاهده می شود. اما در این دو تبدیل یعنی تبدیل پیروات به اسید لاکتیک و یا اتانل که به طور غیرهوازی رخ می دهد فقط بخشی از انرژی موجود در پیروات آزاد می شود. قسمت اعظم این انرژی به صورت هوازی و توسط چرخه اسیدسیتریک و زنجیره انتقال الکترون می تواند بیرون کشیده شود که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

ذکر این نکته نیز خالی از لطف نیست که فقط گلوکز تنها مونوساکاریدی نیست که در فرایند گلیکولیز شرکت دارد. قندهای فروکتوز و گالاکتوز نیز می توانند وارد چرخه گلیکولیز شوند. فروکتوز توسط آنزیمی در کبد متابولیزه شده و فروکتوز فسفریله دار می گردد، سپس این ترکیب به گلیسرالدئید و دی هیدروکسی استون فسفات شکسته می شود. دی هیدروکسی استون یکی از واسطه های گلیکولیز است. گلیسرالدئید نیز به گلیسرالدئید3- فسفات فسفریله می شود که این ماده نیز جز واسطه های گلیکولیز است.

اما راهی برای ورود گالاکتوزبه گلیکولیز وجود ندارد. این قند ابتدا باید یه گلوکز تبدیل شود که در این تبدیل چندین اتفاق مهم رخ می دهد و توسط آنزیم های خاصی کنترل می شود. اگر بدن نتواند گالاکتوز دریافتی را متابولیزه کند دچار گالاکتوزمیا می گردد. نوزادان مبتلا به این بیماری پس از مصرف شیر استفراغ کرده و کبد آن ها بزرگ تر از حد طبیعی می گردد. جالب است بدانید که آب مروارید چشم نیز به خاطر تجمع گالاکتوز می باشد.

اگر در چشم آنزیمی به نام ترانسفراز نقص داشته باشد نمی تواند جلوی تبدیل شدن گالاکتوز به گالاکتیول را بگیرد. این ماده نیز سبب انتشار آب زیاد به سمت چشم می شود و سبب به وجود آمدن آب مروارید می گردد. بنابراین کودکانی که از شیر تا به هنگام بزرگسالی به طور قابل ملاحظه ای تغذیه می کنند مستعد دچار شدن به آب مروارید هستند.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: فاضل سامانی