ग्लाइकोलाइसिस। ग्लूकोज के ऑक्सीजन मुक्त ऑक्सीकरण में एटीपी के दो चरण एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस शामिल हैं

अपचित या आंशिक रूप से पचने वाले स्टार्च, साथ ही अन्य खाद्य कार्बोहाइड्रेट के पाचन के बाद के चरण, हाइड्रोलाइटिक एंजाइम - ग्लाइकोसिडेस की कार्रवाई के तहत छोटी आंत में इसके विभिन्न वर्गों में होते हैं।

अग्नाशय α-amylase

ग्रहणी में, गैस्ट्रिक सामग्री का पीएच बेअसर हो जाता है, क्योंकि अग्न्याशय के रहस्य में 7.5-8.0 का पीएच होता है और इसमें बाइकार्बोनेट (HCO 3 -) होता है। अग्न्याशय के रहस्य के साथ आंत में प्रवेश करता है अग्नाशय α -एमाइलेज।यह एंजाइम स्टार्च और डेक्सट्रिन में α-1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को हाइड्रोलाइज करता है।

इस स्तर पर स्टार्च पाचन के उत्पाद माल्टोस डिसैकराइड होते हैं जिनमें 2 ग्लूकोज अवशेष होते हैं जो एक α-1,4 बंधन से जुड़े होते हैं। उन ग्लूकोज अवशेषों में से जो ब्रांचिंग साइटों पर स्टार्च अणु में होते हैं और एक α-1,6-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े होते हैं, आइसोमाल्टोस डिसैकराइड बनता है। इसके अलावा, α-1,4 और α-1,6 बॉन्ड से जुड़े 3-8 ग्लूकोज अवशेष वाले ओलिगोसेकेराइड बनते हैं।

अग्नाशय α-amylase, लार α-amylase की तरह, एक एंडोग्लाइकोसिडेज़ के रूप में कार्य करता है। अग्नाशय α-amylase स्टार्च में α-1,6-ग्लाइकोसिडिक बंधनों को नहीं तोड़ता है। यह एंजाइम भी हाइड्रोलाइज नहीं करता है (3-1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड जो सेल्युलोज अणु में ग्लूकोज अवशेषों को जोड़ते हैं। इसलिए, सेल्युलोज, आंत से अपरिवर्तित होकर गुजरता है। फिर भी, बिना पचे सेलुलोज एक गिट्टी पदार्थ का महत्वपूर्ण कार्य करता है, भोजन को अतिरिक्त देता है। मात्रा और सकारात्मक इसके अलावा, बड़ी आंत में, सेल्यूलोज जीवाणु एंजाइमों की क्रिया के संपर्क में आ सकता है और अल्कोहल, कार्बनिक अम्ल और सीओ 2 बनाने के लिए आंशिक रूप से टूट सकता है। सेल्युलोज के जीवाणु टूटने के उत्पाद आंतों की गतिशीलता के उत्तेजक के रूप में महत्वपूर्ण हैं।

स्टार्च से ऊपरी आंतों में बनने वाले माल्टोज, आइसोमाल्टोज और ट्रायोज शर्करा मध्यवर्ती उत्पाद हैं। उनका आगे का पाचन छोटी आंत में विशिष्ट एंजाइमों की क्रिया के तहत होता है। आहार डिसाकार्इड्स सुक्रोज और लैक्टोज भी छोटी आंत में विशिष्ट डिसैकराइडेस द्वारा हाइड्रोलाइज्ड होते हैं।

छोटी आंत में कार्बोहाइड्रेट पाचन की ख़ासियत यह है कि आंतों के लुमेन में विशिष्ट ओलिगो- और डिसैकराइडेस की गतिविधि कम होती है। लेकिन एंजाइम आंतों के उपकला कोशिकाओं की सतह पर सक्रिय होते हैं।

अंदर से छोटी आंत में उंगली के आकार के बहिर्गमन का रूप होता है - विली उपकला कोशिकाओं से ढका होता है। उपकला कोशिकाएं, बदले में, आंतों के लुमेन का सामना करने वाले माइक्रोविली से ढकी होती हैं। ये कोशिकाएं, विली के साथ मिलकर एक ब्रश की सीमा बनाती हैं, जिसके कारण हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों की संपर्क सतह और आंतों की सामग्री में उनके सब्सट्रेट बढ़ जाते हैं। मनुष्यों में छोटी आंत की सतह के 1 मिमी 2 के लिए, 80-140 मिलियन विली होते हैं।

एंजाइम जो डिसाकार्इड्स (डिसाकारिडेस) में ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को साफ करते हैं, एंजाइमेटिक कॉम्प्लेक्स बनाते हैं जो एंटरोसाइट्स के साइटोप्लाज्मिक झिल्ली की बाहरी सतह पर स्थानीयकृत होते हैं।

सुक्रेज़-आइसोमाल्टेज़ कॉम्प्लेक्स

इस एंजाइमेटिक कॉम्प्लेक्स में दो पॉलीपेप्टाइड चेन होते हैं और इसमें एक डोमेन संरचना होती है। सुक्रेज़-आइसोमाल्टेज़ कॉम्प्लेक्स पॉलीपेप्टाइड के एन-टर्मिनल भाग द्वारा गठित हाइड्रोफोबिक (ट्रांसमेम्ब्रेन) डोमेन की मदद से आंतों के माइक्रोविली की झिल्ली से जुड़ा होता है। उत्प्रेरक साइट आंतों के लुमेन में फैल जाती है।

सुक्रेज़-आइसोमाल्टेज़ कॉम्प्लेक्स। 1 - सुक्रेज़; 2 - आइसोमाल्टेज;

3 - बाध्यकारी डोमेन; 4 - ट्रांसमेम्ब्रेन डोमेन; 5 - साइटोप्लाज्मिक डोमेन।

झिल्ली के साथ इस पाचक एंजाइम का जुड़ाव कोशिका द्वारा हाइड्रोलिसिस उत्पादों के कुशल अवशोषण में योगदान देता है।

सुक्रेज़-आइसोमाल्टेज़ कॉम्प्लेक्स सुक्रोज़ और आइसोमाल्टोज़ को हाइड्रोलाइज़ करता है, α-1,2- और α-1,6-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को विभाजित करता है। इसके अलावा, दोनों एंजाइम डोमेन में माल्टेज़ और माल्टोट्रिएज़ गतिविधियाँ होती हैं, माल्टोज़ और माल्टोट्रियोज़ (स्टार्च से प्राप्त एक ट्राइसेकेराइड) में हाइड्रोलाइज़िंग α-1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड। सुक्रेज-आइसोमाल्टेज कॉम्प्लेक्स आंतों की सभी माल्टेज गतिविधि का 80% हिस्सा है। लेकिन इसकी अंतर्निहित उच्च माल्टेज गतिविधि के बावजूद, इस एंजाइमेटिक कॉम्प्लेक्स का नाम मुख्य विशिष्टता के अनुसार रखा गया है। इसके अलावा, सुक्रोज सबयूनिट आंत में एकमात्र एंजाइम है जो सुक्रोज को हाइड्रोलाइज करता है। आइसोमाल्टेज़ सबयूनिट, आइसोमाल्टोज़ में ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को माल्टोज़ और माल्टोट्रियोज़ की तुलना में तेज़ दर से हाइड्रोलाइज़ करता है।

माल्टोज और माल्टोट्रियोज पर सुक्रेज-आइसोमाल्टेज कॉम्प्लेक्स की कार्रवाई।

आइसोमाल्टोज और ओलिगोसेकेराइड पर सुक्रेज-आइसोमाल्टेज कॉम्प्लेक्स की कार्रवाई।

जेजुनम ​​​​में, सुक्रेज-आइसोमाल्टेज एंजाइम कॉम्प्लेक्स की सामग्री काफी अधिक होती है, लेकिन यह आंत के समीपस्थ और बाहर के हिस्सों में घट जाती है।

ग्लाइकोमाइलेज कॉम्प्लेक्स

यह एंजाइमैटिक कॉम्प्लेक्स ओलिगोसेकेराइड्स में ग्लूकोज अवशेषों के बीच α-1,4 बॉन्ड के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है, जो कम करने वाले छोर से कार्य करता है। क्रिया के तंत्र के अनुसार, इस एंजाइम को एक्सोग्लाइकोसिडेस कहा जाता है। कॉम्प्लेक्स भी माल्टोस में बंधनों को साफ करता है, माल्टेज की तरह काम करता है। ग्लाइकोमाइलेज कॉम्प्लेक्स में दो अलग-अलग उत्प्रेरक सबयूनिट होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सब्सट्रेट विशिष्टता में मामूली अंतर होता है। कॉम्प्लेक्स की ग्लाइकोमाइलेज गतिविधि छोटी आंत के निचले हिस्सों में सबसे बड़ी होती है।

β-ग्लाइकोसिडेज़ कॉम्प्लेक्स (लैक्टेज)

लैक्टेज लैक्टोज में गैलेक्टोज और ग्लूकोज के बीच β-1,4-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को साफ करता है।

यह एंजाइमेटिक कॉम्प्लेक्स रासायनिक रूप से एक ग्लाइकोप्रोटीन है। लैक्टोज, अन्य ग्लाइकोसिडेस परिसरों की तरह, ब्रश की सीमा से जुड़ा होता है और छोटी आंत में असमान रूप से वितरित होता है। लैक्टेज गतिविधि उम्र के साथ बदलती रहती है। इस प्रकार, भ्रूण में लैक्टेज की गतिविधि विशेष रूप से देर से गर्भावस्था में बढ़ जाती है और 5-7 साल की उम्र तक उच्च स्तर पर बनी रहती है। फिर एंजाइम की गतिविधि कम हो जाती है, वयस्कों में बच्चों की गतिविधि की विशेषता के स्तर का 10% तक।

ट्रेगलेज़- एक ग्लाइकोसिडेज़ कॉम्प्लेक्स भी है जो ट्रेहलोस में मोनोमर्स के बीच बॉन्ड को हाइड्रोलाइज़ करता है, मशरूम में पाया जाने वाला एक डिसैकराइड। ट्रेहलोस में दो ग्लूकोज अवशेष होते हैं जो पहले एनोमेरिक कार्बन परमाणुओं के बीच एक ग्लाइकोसिडिक बंधन से जुड़े होते हैं।

इन सभी एंजाइमों की संयुक्त क्रिया मोनोसेकेराइड के निर्माण के साथ भोजन ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड के पाचन को पूरा करती है, जिनमें से मुख्य ग्लूकोज है। ग्लूकोज के अलावा, फ्रुक्टोज और गैलेक्टोज भी खाद्य कार्बोहाइड्रेट से बनते हैं, थोड़ी मात्रा में - मैनोज, जाइलोज और अरबी।

कोशिकाओं में ग्लूकोज और अन्य मोनोसैकेराइड के ट्रांसमेम्ब्रेन स्थानांतरण की क्रियाविधि

पाचन के परिणामस्वरूप बनने वाले मोनोसेकेराइड इन कोशिकाओं की झिल्लियों के माध्यम से विशेष परिवहन तंत्र का उपयोग करके आंतों के उपकला कोशिकाओं द्वारा अवशोषित होते हैं।

आंत में मोनोसेकेराइड का अवशोषण

आंतों के म्यूकोसा की कोशिकाओं में मोनोसेकेराइड का परिवहन अलग-अलग तरीकों से किया जा सकता है: ना + आयनों की एकाग्रता ढाल के कारण सहानुभूति तंत्र द्वारा एकाग्रता ढाल और सक्रिय परिवहन के साथ सुगम प्रसार द्वारा। Na + सांद्रता प्रवणता के साथ कोशिका में प्रवेश करता है, और उसी समय ग्लूकोज को सांद्रता प्रवणता (द्वितीयक सक्रिय परिवहन) के विरुद्ध ले जाया जाता है। इसलिए, Na + ग्रेडिएंट जितना अधिक होगा, एंटरोसाइट्स में ग्लूकोज का प्रवेश उतना ही अधिक होगा। यदि बाह्य कोशिकीय द्रव में Na + की सांद्रता कम हो जाती है, तो ग्लूकोज परिवहन कम हो जाता है। Na + की सांद्रता प्रवणता, जो सक्रिय सहानुभूति की प्रेरक शक्ति है, Na +, K + -ATPase के कार्य द्वारा बनाई गई है, जो K + के बदले में Na + को सेल से बाहर पंप करने के लिए एक पंप की तरह काम करती है। ग्लूकोज के विपरीत, फ्रुक्टोज को सोडियम ग्रेडिएंट से स्वतंत्र प्रणाली द्वारा ले जाया जाता है।

माध्यमिक सक्रिय परिवहन के तंत्र द्वारा आंतों के श्लेष्म की कोशिकाओं में स्थानांतरण भी गैलेक्टोज की विशेषता है।

आंतों के लुमेन में ग्लूकोज की विभिन्न सांद्रता में, परिवहन के विभिन्न तंत्र "काम" करते हैं। सक्रिय परिवहन के कारण, आंतों के उपकला कोशिकाएं आंतों के लुमेन में बहुत कम सांद्रता में ग्लूकोज को अवशोषित कर सकती हैं। यदि आंतों के लुमेन में ग्लूकोज की सांद्रता अधिक होती है, तो इसे सुगम प्रसार द्वारा कोशिका में पहुँचाया जा सकता है। फ्रुक्टोज को भी इसी तरह अवशोषित किया जा सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ग्लूकोज और गैलेक्टोज के अवशोषण की दर अन्य मोनोसेकेराइड की तुलना में बहुत अधिक है।

अवशोषण के बाद, मोनोसेकेराइड (मुख्य रूप से ग्लूकोज) आंतों के म्यूकोसा की कोशिकाओं को झिल्ली के माध्यम से संचार प्रणाली में सुगम प्रसार द्वारा छोड़ देते हैं।

ग्लाइकोलिसिस (ग्रीक ग्लाइकस से - मीठा और लसीस - विघटन, क्षय) ग्लूकोज रूपांतरण की एक जटिल एंजाइमेटिक प्रक्रिया है जो ऑक्सीजन की खपत के बिना मानव और जानवरों के ऊतकों में होती है। ग्लाइकोलाइसिस का अंतिम उत्पाद लैक्टिक एसिड है। ग्लाइकोलाइसिस भी एटीपी का उत्पादन करता है। ग्लाइकोलाइसिस के लिए समग्र समीकरण को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

अवायवीय स्थितियों के तहत, ग्लाइकोलाइसिस पशु शरीर में एकमात्र प्रक्रिया है जो ऊर्जा की आपूर्ति करती है। यह ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया के लिए धन्यवाद है कि मानव और पशु जीव ऑक्सीजन की कमी की स्थिति में एक निश्चित अवधि के लिए कई शारीरिक कार्य कर सकते हैं। जब ग्लाइकोलाइसिस ऑक्सीजन की उपस्थिति में होता है, तो हम एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस की बात करते हैं। ( एरोबिक स्थितियों के तहत, ग्लाइकोलाइसिस को इस प्रक्रिया के अंतिम उत्पादों - कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में ग्लूकोज के ऑक्सीकरण में पहला चरण माना जा सकता है।)

पहली बार, "ग्लाइकोलिसिस" शब्द का इस्तेमाल 1890 में लेपिन द्वारा संचार प्रणाली से निकाले गए रक्त में ग्लूकोज के नुकसान की प्रक्रिया को संदर्भित करने के लिए किया गया था, यानी इन विट्रो में।

कई सूक्ष्मजीवों में, ग्लाइकोलाइसिस जैसी प्रक्रियाएं विभिन्न प्रकार के किण्वन हैं।

ग्लाइकोलाइसिस प्रतिक्रियाओं का क्रम, साथ ही साथ उनके मध्यवर्ती, अच्छी तरह से समझा जाता है। ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया ग्यारह एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होती है, जिनमें से अधिकांश को एक सजातीय, क्रिस्टलीय या अत्यधिक शुद्ध रूप में पृथक किया गया है और जिनके गुणों का पर्याप्त अध्ययन किया गया है। ध्यान दें कि ग्लाइकोलाइसिस कोशिका के हाइलोप्लाज्म में होता है। तालिका में। 27 विभिन्न चूहे के ऊतकों में अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस की दर पर डेटा दिखाता है।

ग्लाइकोलाइसिस की पहली एंजाइमेटिक प्रतिक्रिया फॉस्फोराइलेशन है, यानी, एटीपी द्वारा एक ऑर्थोफॉस्फेट अवशेष को ग्लूकोज में स्थानांतरित करना। प्रतिक्रिया एंजाइम हेक्सोकाइनेज द्वारा उत्प्रेरित होती है:

हेक्सोकाइनेज प्रतिक्रिया में ग्लूकोज-6-फॉस्फेट का निर्माण प्रणाली की मुक्त ऊर्जा की एक महत्वपूर्ण मात्रा की रिहाई के साथ जुड़ा हुआ है और इसे लगभग अपरिवर्तनीय प्रक्रिया माना जा सकता है।

हेक्सोकाइनेज एंजाइम न केवल डी-ग्लूकोज के फॉस्फोराइलेशन को उत्प्रेरित करने में सक्षम है, बल्कि अन्य हेक्सोज, विशेष रूप से डी-फ्रुक्टोज, डी-मैननोज आदि में भी है।

ग्लाइकोलाइसिस की दूसरी प्रतिक्रिया एंजाइम हेक्सोज फॉस्फेट आइसोमेरेज द्वारा फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट में ग्लूकोज-6-फॉस्फेट का रूपांतरण है:

यह प्रतिक्रिया दोनों दिशाओं में आसानी से आगे बढ़ती है और किसी भी सहकारक की उपस्थिति की आवश्यकता नहीं होती है।

तीसरी प्रतिक्रिया में, दूसरे एटीपी अणु की कीमत पर गठित फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट को फिर से फॉस्फोराइलेट किया जाता है। प्रतिक्रिया एंजाइम फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज द्वारा उत्प्रेरित होती है:

यह प्रतिक्रिया, हेक्सोकाइनेज के समान, व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तनीय है; यह मैग्नीशियम आयनों की उपस्थिति में आगे बढ़ती है और ग्लाइकोलाइसिस की सबसे धीमी प्रतिक्रिया है। वास्तव में, यह प्रतिक्रिया समग्र रूप से ग्लाइकोलाइसिस की दर निर्धारित करती है।

फॉस्फोफ्रक्टोकिनेस एलोस्टेरिक एंजाइमों में से एक है। यह एटीपी द्वारा बाधित होता है और एडीपी और एएमपी द्वारा उत्तेजित होता है। ( फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज गतिविधि भी साइट्रेट द्वारा बाधित होती है। यह दिखाया गया है कि मधुमेह, भुखमरी और कुछ अन्य स्थितियों में जब वसा को ऊर्जा स्रोत के रूप में गहन रूप से उपयोग किया जाता है, तो ऊतक कोशिकाओं में साइट्रेट की सामग्री कई गुना बढ़ सकती है। इन शर्तों के तहत, साइट्रेट द्वारा फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज गतिविधि का तीव्र निषेध होता है।) एटीपी / एडीपी अनुपात (जो ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की प्रक्रिया में प्राप्त होता है) के महत्वपूर्ण मूल्यों पर, फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज की गतिविधि बाधित होती है और ग्लाइकोलाइसिस धीमा हो जाता है। इसके विपरीत, इस गुणांक में कमी के साथ, ग्लाइकोलाइसिस की तीव्रता बढ़ जाती है। तो, एक गैर-काम करने वाली मांसपेशी में, फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज की गतिविधि कम होती है, और एटीपी की एकाग्रता अपेक्षाकृत अधिक होती है। मांसपेशियों के काम के दौरान, एटीपी की गहन खपत होती है और फॉस्फोफ्रक्टोकिनेस की गतिविधि बढ़ जाती है, जिससे ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया में वृद्धि होती है।

ग्लाइकोलाइसिस की चौथी प्रतिक्रिया एंजाइम एल्डोलेस द्वारा उत्प्रेरित होती है। इस एंजाइम के प्रभाव में, फ्रुक्टोज-1,6-डाइफॉस्फेट दो फॉस्फोट्रियोज में विभाजित हो जाता है:

यह प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है। तापमान के आधार पर, संतुलन एक अलग स्तर पर स्थापित होता है। सामान्य तौर पर, तापमान में वृद्धि के साथ, प्रतिक्रिया ट्रायोज फॉस्फेट (डाइऑक्सासिटोन फॉस्फेट और ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट) के अधिक गठन की ओर बढ़ जाती है।

पांचवीं प्रतिक्रिया ट्रायोज फॉस्फेट की आइसोमेराइजेशन प्रतिक्रिया है। यह प्रतिक्रिया एंजाइम ट्रायोज फॉस्फेट आइसोमेरेज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है:

इस आइसोमेरेज़ प्रतिक्रिया के संतुलन को डायहाइड्रोक्सीएसीटोन फॉस्फेट की ओर स्थानांतरित कर दिया गया है: 95% डायहाइड्रोक्सीसिटोन फॉस्फेट और लगभग 5% ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट। हालांकि, ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट नामक दो ट्रायोज फॉस्फेट में से केवल एक, बाद में ग्लाइकोलाइसिस प्रतिक्रियाओं में सीधे शामिल हो सकता है। नतीजतन, जब फॉस्फोट्रायोज के एल्डिहाइड रूप का सेवन किया जाता है, तो डायहाइड्रोक्सीसिटोन फॉस्फेट को आगे के परिवर्तनों के दौरान ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट में बदल दिया जाता है।

ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट का निर्माण, जैसा कि यह था, ग्लाइकोलाइसिस के पहले चरण को पूरा करता है। दूसरा चरण ग्लाइकोलाइसिस का सबसे जटिल और महत्वपूर्ण हिस्सा है। इसमें सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन के साथ मिलकर एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया (ग्लाइकोलाइटिक ऑक्सीडोरक्शन) शामिल है, जिसके दौरान एटीपी बनता है।

छठी प्रतिक्रिया में, ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट एंजाइम ग्लिसराल्डिहाइड फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज की उपस्थिति में ( 3-फॉस्फोग्लिसराल्डिहाइड डिहाइड्रोजनेज), कोएंजाइम एनएडी और अकार्बनिक फॉस्फेट 1,3-डिफॉस्फोग्लिसरिक एसिड और एनएडी (एनएडीएच 2) के कम रूप के गठन के साथ एक प्रकार के ऑक्सीकरण से गुजरते हैं। यह प्रतिक्रिया आयोडीन या ब्रोमोएसेटेट द्वारा अवरुद्ध है, यह कई चरणों में आगे बढ़ती है। संक्षेप में, इस प्रतिक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

1,3-डिफॉस्फोग्लिसरिक एसिड एक उच्च ऊर्जा यौगिक है। ग्लिसराल्डिहाइड-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज की क्रिया का तंत्र इस प्रकार है: अकार्बनिक फॉस्फेट की उपस्थिति में, एनएडी हाइड्रोजन के स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है, जो ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट से अलग हो जाता है। NADH 2 के निर्माण के दौरान, ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट बाद के SH-समूहों के कारण एंजाइम अणु से बंध जाता है। परिणामी बंधन ऊर्जा में समृद्ध है, लेकिन यह नाजुक है और अकार्बनिक फॉस्फेट के प्रभाव में विभाजित होता है। यह 1,3-डिफोस्फोग्लिसरिक एसिड पैदा करता है।

सातवीं प्रतिक्रिया में, जो फॉस्फोग्लाइसेरेट किनेज द्वारा उत्प्रेरित होती है, ऊर्जा से भरपूर फॉस्फेट अवशेष (स्थिति 1 पर फॉस्फेट समूह) को एटीपी और 3-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड (3-फॉस्फोग्लाइसेरेट) बनाने के लिए एडीपी में स्थानांतरित किया जाता है:

इस प्रकार, दो एंजाइमों (ग्लिसराल्डिहाइड फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज और फॉस्फोग्लाइसेरेट किनेज) की क्रिया के कारण, ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट के एल्डिहाइड समूह को कार्बोक्सिल समूह में ऑक्सीकृत करने पर जारी ऊर्जा एटीपी ऊर्जा के रूप में संग्रहीत होती है।

आठवीं प्रतिक्रिया में, शेष फॉस्फेट समूह का इंट्रामोल्युलर स्थानांतरण होता है और 3-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड 2-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड (2-फॉस्फोग्लाइसेरेट) में परिवर्तित हो जाता है।

प्रतिक्रिया आसानी से प्रतिवर्ती होती है और Mg 2+ आयनों की उपस्थिति में आगे बढ़ती है। एंजाइम का कोफ़ेक्टर भी 2,3-डिफोस्फोग्लिसरिक एसिड होता है, इसी तरह ग्लूकोज-1,6-डिफोस्फेट ने फॉस्फोग्लुकोमुटेज प्रतिक्रिया में एक कॉफ़ेक्टर की भूमिका कैसे निभाई:

नौवीं प्रतिक्रिया में, 2-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड, एक पानी के अणु के उन्मूलन के परिणामस्वरूप, फॉस्फोइनोलप्यूरुविक एसिड (फॉस्फोएनोलपाइरूवेट) में गुजरता है। इस मामले में, स्थिति 2 में फॉस्फेट बंधन उच्च-एर्गिक हो जाता है। प्रतिक्रिया एंजाइम एनोलेज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है:

Enolase द्विसंयोजक Mg 2+ या Mn 2+ धनायनों द्वारा सक्रिय होता है और फ्लोराइड द्वारा बाधित होता है।

दसवीं प्रतिक्रिया में, उच्च-एर्गिक बंधन टूट जाता है और फॉस्फेट अवशेष फॉस्फोइनोलप्यूरुविक एसिड से एडीपी में स्थानांतरित हो जाता है। यह प्रतिक्रिया एंजाइम पाइरूवेट किनेज द्वारा उत्प्रेरित होती है:

पाइरूवेट किनसे की क्रिया के लिए, Mg 2+ या Mn 2+ की आवश्यकता होती है, साथ ही मोनोवैलेंट क्षार धातु के उद्धरण (K + या अन्य)। कोशिका के अंदर, प्रतिक्रिया वस्तुतः अपरिवर्तनीय है।

ग्यारहवीं अभिक्रिया में पाइरुविक अम्ल के अपचयन से लैक्टिक अम्ल बनता है। प्रतिक्रिया एंजाइम लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज और कोएंजाइम NADH 2+ की भागीदारी के साथ आगे बढ़ती है:

सामान्य तौर पर, ग्लाइकोलाइसिस के दौरान होने वाली प्रतिक्रियाओं के क्रम को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है (चित्र। 84)।

पाइरूवेट कमी प्रतिक्रिया ग्लाइकोलाइसिस के आंतरिक रेडॉक्स चक्र को पूरा करती है। साथ ही, एनएडी यहां ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट (छठी प्रतिक्रिया) से पाइरुविक एसिड (ग्यारहवीं प्रतिक्रिया) तक केवल एक मध्यवर्ती हाइड्रोजन वाहक की भूमिका निभाता है। नीचे ग्लाइकोलाइटिक ऑक्सीडोरक्शन की प्रतिक्रिया का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व है, साथ ही साथ एटीपी के गठन के चरण (चित्र। 85)।

ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया का जैविक महत्व मुख्य रूप से ऊर्जा युक्त फास्फोरस यौगिकों के निर्माण में निहित है। ग्लाइकोलाइसिस के पहले चरण में, दो एटीपी अणुओं का सेवन किया जाता है (हेक्सोकिनेस और फॉस्फोफ्रक्टोकिनेस प्रतिक्रियाएं)। दूसरे चरण में, चार एटीपी अणु बनते हैं (फॉस्फोग्लाइसेरेट किनेज और पाइरूवेट किनसे प्रतिक्रियाएं)।

इस प्रकार, ग्लाइकोलाइसिस की ऊर्जा दक्षता दो एटीपी अणु प्रति ग्लूकोज अणु है।

यह ज्ञात है कि लैक्टिक एसिड के दो अणुओं में ग्लूकोज के टूटने के दौरान मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन लगभग 210 kJ/mol है:

ऊर्जा की इस मात्रा में से, लगभग 126 kJ ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाती है, और 84 kJ ऊर्जा-समृद्ध एटीपी फॉस्फेट बांड के रूप में संग्रहीत होती है। एटीपी अणु में टर्मिनल मैक्रोर्जिक बंधन लगभग 33.6-42.0 kJ / mol से मेल खाता है। इस प्रकार, अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस की दक्षता लगभग 0.4 है।

मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन के परिमाण को बरकरार मानव एरिथ्रोसाइट्स में ग्लाइकोलाइसिस की व्यक्तिगत प्रतिक्रियाओं के लिए सटीक रूप से निर्धारित किया जाता है। यह स्थापित किया गया है कि ग्लाइकोलाइसिस की आठ प्रतिक्रियाएं संतुलन के करीब हैं, और तीन प्रतिक्रियाएं (हेक्सोकिनेस, फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज, पाइरूवेट किनेज) इससे दूर हैं, क्योंकि वे मुक्त ऊर्जा में उल्लेखनीय कमी के साथ हैं, अर्थात, वे व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तनीय हैं।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, ग्लाइकोलाइसिस की मुख्य दर-सीमित प्रतिक्रिया फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया है। दूसरा चरण, जो दर को सीमित करता है और ग्लाइकोलाइसिस को नियंत्रित करता है, हेक्सोकाइनेज प्रतिक्रिया है। इसके अलावा, ग्लाइकोलाइसिस का नियंत्रण लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज (LDH) और इसके आइसोनाइजेस द्वारा भी किया जाता है। एरोबिक चयापचय (हृदय, गुर्दे, आदि के ऊतकों) वाले ऊतकों में, आइसोनिजाइम एलडीएच 1 और एलडीएच 2 प्रबल होते हैं। ये आइसोनिजाइम पाइरूवेट की छोटी सांद्रता से भी बाधित होते हैं, जो लैक्टिक एसिड के निर्माण को रोकता है और ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र में पाइरूवेट (अधिक सटीक, एसिटाइल-सीओए) के अधिक पूर्ण ऑक्सीकरण को बढ़ावा देता है।

मानव ऊतकों में जो ग्लाइकोलाइसिस (जैसे, कंकाल की मांसपेशी) के दौरान उत्पन्न ऊर्जा पर काफी हद तक निर्भर होते हैं, मुख्य आइसोनिजाइम एलडीएच 5 और एलडीएच 4 हैं। एलडीएच 5 की गतिविधि पाइरूवेट की उन सांद्रता पर अधिकतम होती है जो एलडीएच 1 को रोकती है। आइसोनाइजेस एलडीएच 4 और एलडीएच 5 की प्रबलता पाइरूवेट के लैक्टिक एसिड में तेजी से रूपांतरण के साथ तीव्र एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस का कारण बनती है।

ग्लाइकोलाइसिस प्रक्रिया में अन्य कार्बोहाइड्रेट को शामिल करना

पाश्चर प्रभाव

ग्लूकोज की खपत की दर में कमी और ऑक्सीजन की उपस्थिति में लैक्टेट संचय की समाप्ति को पाश्चर प्रभाव कहा जाता है। इस घटना को पहली बार एल पाश्चर ने शराब उत्पादन में किण्वन की भूमिका पर अपने प्रसिद्ध शोध के दौरान देखा था। बाद में यह दिखाया गया कि पाश्चर प्रभाव जानवरों और पौधों के ऊतकों में भी देखा जाता है, जहां ओ 2 एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस को रोकता है। पाश्चर प्रभाव का मूल्य, अर्थात, अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस या किण्वन से श्वसन में O 2 की उपस्थिति में संक्रमण, कोशिका को ऊर्जा प्राप्त करने के अधिक किफायती तरीके से बदलना है। नतीजतन, सब्सट्रेट की खपत दर, जैसे ग्लूकोज, ओ 2 की उपस्थिति में कम हो जाती है। पाश्चर प्रभाव का आणविक तंत्र एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले एडेनोसिन डिफॉस्फेट (एडीपी) के लिए श्वसन और ग्लाइकोलाइटिक (किण्वन) प्रणालियों के बीच प्रतिस्पर्धा प्रतीत होता है। जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, एरोबिक स्थितियों के तहत, एफएन और एडीपी को हटाने, एटीपी की पीढ़ी, और कम एनएडी (एनएडीएच 2) को हटाने से एनारोबिक स्थितियों की तुलना में अधिक कुशलता से होता है। दूसरे शब्दों में, ऑक्सीजन की उपस्थिति में Fn और ADP की मात्रा में कमी और ATP की मात्रा में इसी वृद्धि से अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस का दमन होता है।

ग्लाइकोजेनोलिसिस

ग्लाइकोजन के अवायवीय टूटने की प्रक्रिया को ग्लाइकोजेनोलिसिस कहा जाता है। ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया में ग्लाइकोजन की डी-ग्लूकोज इकाइयों की भागीदारी तीन एंजाइमों की भागीदारी के साथ होती है - ग्लाइकोजन फॉस्फोरिलेज़ (या फॉस्फोरिलेज़ "ए"), एमाइल-1,6-ग्लूकोसिडेज़ और फ़ॉस्फ़ोग्लुकोमुटेज़।

फॉस्फोग्लुकोम्यूटेज प्रतिक्रिया के दौरान बनने वाले ग्लूकोज-6-फॉस्फेट को ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया में शामिल किया जा सकता है। ग्लूकोज-6-फॉस्फेट के निर्माण के बाद, ग्लाइकोलाइसिस और ग्लाइकोजेनोलिसिस के आगे के मार्ग पूरी तरह से मेल खाते हैं:

ग्लाइकोजेनोलिसिस की प्रक्रिया में, दो नहीं, बल्कि तीन एटीपी अणु मैक्रोर्जिक यौगिकों के रूप में जमा होते हैं (एटीपी ग्लूकोज-6-फॉस्फेट के निर्माण पर खर्च नहीं होता है)। पहली नज़र में, ग्लाइकोजेनोलिसिस की ऊर्जा दक्षता को ग्लाइकोलाइसिस की तुलना में कुछ अधिक माना जा सकता है। हालांकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि ऊतकों में ग्लाइकोजन संश्लेषण की प्रक्रिया में एटीपी की खपत होती है, इसलिए, ऊर्जा के मामले में, ग्लाइकोजेनोलिसिस और ग्लाइकोलाइसिस लगभग बराबर हैं।

ग्लाइकोलाइसिस मानव और पशु कोशिकाओं में कार्बोहाइड्रेट (मुख्य रूप से ग्लूकोज) के अवायवीय गैर-हाइड्रोलाइटिक टूटने की एक एंजाइमेटिक प्रक्रिया है, जिसमें एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) का संश्लेषण होता है, जो कोशिका में रासायनिक ऊर्जा का मुख्य संचायक होता है, और इसके गठन के साथ समाप्त होता है। लैक्टिक एसिड (लैक्टेट)। पौधों और सूक्ष्मजीवों में, समान प्रक्रियाएं विभिन्न प्रकार के किण्वन (किण्वन) होती हैं। जी. कार्बोहाइड्रेट (कार्बोहाइड्रेट) के टूटने के लिए सबसे महत्वपूर्ण अवायवीय मार्ग है, जो चयापचय और ऊर्जा (चयापचय और ऊर्जा) में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ऑक्सीजन की कमी की स्थितियों के तहत, जी। एकमात्र प्रक्रिया है जो शरीर के शारीरिक कार्यों के कार्यान्वयन के लिए ऊर्जा की आपूर्ति करती है, और एरोबिक स्थितियों के तहत जी। ग्लूकोज (ग्लूकोज) और अन्य कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीडेटिव रूपांतरण के पहले चरण का प्रतिनिधित्व करता है। उनके क्षय के अंतिम उत्पाद - CO2 और H2O (श्वसन ऊतक देखें)। गहन जी। कंकाल की मांसपेशियों में होता है, जहां यह एनारोबिक स्थितियों के साथ-साथ यकृत, हृदय और मस्तिष्क में मांसपेशियों के संकुचन की अधिकतम गतिविधि विकसित करने की संभावना प्रदान करता है। जी की प्रतिक्रियाएं साइटोसोल में आगे बढ़ती हैं।

ग्लाइकोलाइसिस (फॉस्फोट्रियोज मार्ग, या एम्डेन-मेयरहोफ शंट, या एम्डेन-मेयरहोफ-पारनास पथ) एटीपी के संश्लेषण के साथ कोशिकाओं में ग्लूकोज के अनुक्रमिक टूटने की एक एंजाइमेटिक प्रक्रिया है। एरोबिक स्थितियों के तहत ग्लाइकोलाइसिस से पाइरुविक एसिड (पाइरूवेट) का निर्माण होता है, एनारोबिक परिस्थितियों में ग्लाइकोलाइसिस से लैक्टिक एसिड (लैक्टेट) का निर्माण होता है। ग्लाइकोलाइसिस पशुओं में ग्लूकोज अपचय का मुख्य मार्ग है।

ग्लाइकोलाइटिक मार्ग में लगातार 10 प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिनमें से प्रत्येक एक अलग एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।

ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया को सशर्त रूप से दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है। पहला चरण, 2 एटीपी अणुओं की ऊर्जा खपत के साथ आगे बढ़ना, ग्लूकोज अणु को ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट के 2 अणुओं में विभाजित करना है। दूसरे चरण में, एटीपी संश्लेषण के साथ, ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट का एनएडी-निर्भर ऑक्सीकरण होता है। अपने आप में, ग्लाइकोलाइसिस एक पूरी तरह से अवायवीय प्रक्रिया है, अर्थात, प्रतिक्रियाओं को होने के लिए ऑक्सीजन की उपस्थिति की आवश्यकता नहीं होती है।

ग्लाइकोलाइसिस लगभग सभी जीवित जीवों में ज्ञात सबसे पुरानी चयापचय प्रक्रियाओं में से एक है। संभवतः, प्राथमिक प्रोकैरियोट्स में ग्लाइकोलाइसिस 3.5 अरब साल पहले दिखाई दिया था।

स्थानीयकरण

यूकेरियोटिक जीवों की कोशिकाओं में, दस एंजाइम जो ग्लूकोज के पीवीसी के टूटने को उत्प्रेरित करते हैं, साइटोसोल में स्थित होते हैं, और ऊर्जा चयापचय से संबंधित अन्य सभी एंजाइम माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट में होते हैं। ग्लूकोज दो तरह से कोशिका में प्रवेश करता है: सोडियम पर निर्भर सिम्पोर्ट (मुख्य रूप से एंटरोसाइट्स और रीनल ट्यूबलर एपिथेलियम के लिए) और वाहक प्रोटीन की मदद से ग्लूकोज के प्रसार को सुविधाजनक बनाता है। इन ट्रांसपोर्टर प्रोटीन का काम हार्मोन द्वारा और सबसे पहले, इंसुलिन द्वारा नियंत्रित किया जाता है। सबसे बढ़कर, इंसुलिन मांसपेशियों और वसा ऊतकों में ग्लूकोज के परिवहन को उत्तेजित करता है।

परिणाम

ग्लाइकोलाइसिस का परिणाम ग्लूकोज के एक अणु का पाइरुविक एसिड (PVA) के दो अणुओं में रूपांतरण और कोएंजाइम NAD∙H के रूप में दो कम करने वाले समकक्षों का निर्माण है।

ग्लाइकोलाइसिस का पूरा समीकरण है:

ग्लूकोज + 2NAD+ + 2ADP + 2Pn = 2NAD∙H + 2PVC + 2ATP + 2H2O + 2H+।

सेल में ऑक्सीजन की अनुपस्थिति या कमी में, पाइरुविक एसिड लैक्टिक एसिड में कमी से गुजरता है, तो ग्लाइकोलाइसिस का सामान्य समीकरण इस प्रकार होगा:

ग्लूकोज + 2ADP + 2Fn = 2लैक्टेट + 2ATP + 2H2O।

इस प्रकार, एक ग्लूकोज अणु के अवायवीय टूटने के दौरान, एडीपी सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन की प्रतिक्रियाओं में प्राप्त कुल शुद्ध एटीपी उपज दो अणु होते हैं।

एरोबिक जीवों में, ग्लाइकोलाइसिस के अंतिम उत्पाद सेलुलर श्वसन से संबंधित जैव रासायनिक चक्रों में और परिवर्तन से गुजरते हैं। नतीजतन, सेलुलर श्वसन के अंतिम चरण में एक ग्लूकोज अणु के सभी चयापचयों के पूर्ण ऑक्सीकरण के बाद - ऑक्सीजन की उपस्थिति में माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन श्रृंखला पर होने वाला ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण - प्रत्येक ग्लूकोज के लिए अतिरिक्त 34 या 36 एटीपी अणु अतिरिक्त रूप से संश्लेषित होते हैं। अणु

रास्ता

ग्लाइकोलाइसिस की पहली प्रतिक्रिया ग्लूकोज अणु का फास्फारिलीकरण है, जो 1 एटीपी अणु की ऊर्जा खपत के साथ ऊतक-विशिष्ट हेक्सोकाइनेज एंजाइम की भागीदारी के साथ होता है; ग्लूकोज का एक सक्रिय रूप बनता है - ग्लूकोज-6-फॉस्फेट (G-6-P):

अभिक्रिया को आगे बढ़ने के लिए माध्यम में Mg2+ आयनों की उपस्थिति आवश्यक है, जिससे ATP अणु सम्मिश्र बंध जाता है। यह प्रतिक्रिया अपरिवर्तनीय है और ग्लाइकोलाइसिस की पहली प्रमुख प्रतिक्रिया है।

ग्लूकोज के फास्फोराइलेशन के दो लक्ष्य हैं: पहला, क्योंकि प्लाज्मा झिल्ली, जो एक तटस्थ ग्लूकोज अणु के लिए पारगम्य है, नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए जी-6-पी अणुओं से गुजरने की अनुमति नहीं देता है, फॉस्फोराइलेटेड ग्लूकोज कोशिका के अंदर बंद हो जाता है। दूसरे, फॉस्फोराइलेशन के दौरान, ग्लूकोज एक सक्रिय रूप में परिवर्तित हो जाता है जो जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकता है और चयापचय चक्रों में शामिल हो सकता है। ग्लूकोज का फास्फोराइलेशन शरीर में एकमात्र प्रतिक्रिया है जिसमें ग्लूकोज इस तरह शामिल होता है।

रक्त शर्करा के स्तर के नियमन में हेक्सोकाइनेज - ग्लूकोकाइनेज - का यकृत आइसोनिजाइम महत्वपूर्ण है।

निम्नलिखित प्रतिक्रिया (2) में, G-6-P एंजाइम फॉस्फोग्लुकोआइसोमेरेज़ द्वारा फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट (P-6-P) में परिवर्तित हो जाता है:

इस प्रतिक्रिया के लिए ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है, और प्रतिक्रिया पूरी तरह से प्रतिवर्ती होती है। इस स्तर पर, फ्रुक्टोज को फॉस्फोराइलेशन द्वारा ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया में भी शामिल किया जा सकता है।

फिर दो प्रतिक्रियाएं एक के बाद एक लगभग तुरंत होती हैं: फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट (3) का अपरिवर्तनीय फास्फारिलीकरण और परिणामी फ्रुक्टोज-1,6-बायफॉस्फेट (एफ-1,6-बीएफ) के दो ट्रायोज (4) में प्रतिवर्ती एल्डोल क्लेवाज .

F-6-F का फॉस्फोराइलेशन फॉस्फोफ्रक्टोकिनेस द्वारा एक अन्य एटीपी अणु की ऊर्जा के व्यय के साथ किया जाता है; यह ग्लाइकोलाइसिस की दूसरी प्रमुख प्रतिक्रिया है, इसका विनियमन समग्र रूप से ग्लाइकोलाइसिस की तीव्रता को निर्धारित करता है।

एफ-1,6-बीएफ का एल्डोल दरार फ्रुक्टोज-1,6-बिफोस्फेट एल्डोलेज की क्रिया के तहत होता है:

चौथी प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, डायहाइड्रोक्सीसिटोन फॉस्फेट और ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट बनते हैं, और पहला लगभग तुरंत दूसरे (5) में फॉस्फोट्रायोज आइसोमेरेज़ की कार्रवाई के तहत गुजरता है, जो आगे के परिवर्तनों में शामिल है:

ग्लिसराल्डिहाइड फॉस्फेट के प्रत्येक अणु को एनएडी + द्वारा ग्लिसराल्डिहाइड फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज की उपस्थिति में 1,3-डिफॉस्फोग्लिसरेट (6) में ऑक्सीकृत किया जाता है:

यह सब्सट्रेट फास्फारिलीकरण की पहली प्रतिक्रिया है। इस क्षण से, ग्लूकोज के टूटने की प्रक्रिया ऊर्जा के मामले में लाभहीन हो जाती है, क्योंकि पहले चरण की ऊर्जा लागतों की भरपाई की जाती है: 2 एटीपी अणुओं को संश्लेषित किया जाता है (प्रत्येक 1,3-डिफॉस्फोग्लिसरेट के लिए एक) खर्च किए गए दो के बजाय प्रतिक्रिया 1 और 3. इस प्रतिक्रिया के लिए साइटोसोल में एडीपी की उपस्थिति की आवश्यकता होती है, यानी सेल में एटीपी की अधिकता (और एडीपी की कमी) के साथ, इसकी दर कम हो जाती है। चूंकि एटीपी, जो चयापचय नहीं होता है, कोशिका में जमा नहीं होता है, लेकिन बस नष्ट हो जाता है, यह प्रतिक्रिया ग्लाइकोलाइसिस का एक महत्वपूर्ण नियामक है।

फिर क्रमिक रूप से: फॉस्फोग्लिसरॉल म्यूटेज 2-फॉस्फोग्लाइसेरेट (8) बनाता है:

एनोलेज़ फॉस्फोएनोलफ्रुवेट (9) बनाता है:

और अंत में, एडीपी के सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन की दूसरी प्रतिक्रिया पाइरूवेट और एटीपी (10) के एनोल रूप के गठन के साथ होती है:

प्रतिक्रिया पाइरूवेट किनसे की क्रिया के तहत आगे बढ़ती है। यह ग्लाइकोलाइसिस की अंतिम प्रमुख प्रतिक्रिया है। पाइरूवेट से पाइरूवेट के एनोल रूप का आइसोमेराइजेशन गैर-एंजाइमिक रूप से होता है।

पी-1,6-बीपी के गठन के बाद से, केवल 7 और 10 प्रतिक्रियाएं ऊर्जा की रिहाई के साथ आगे बढ़ती हैं, जिसमें एडीपी सब्सट्रेट फास्फारिलीकरण होता है।

आगामी विकाश

ग्लाइकोलाइसिस के दौरान बनने वाले पाइरूवेट और NAD∙H का अंतिम भाग्य कोशिका के भीतर जीव और स्थितियों पर निर्भर करता है, विशेष रूप से ऑक्सीजन या अन्य इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता की उपस्थिति या अनुपस्थिति पर।

अवायवीय जीवों में, पाइरूवेट और NAD∙H आगे किण्वित होते हैं। लैक्टिक एसिड किण्वन के दौरान, उदाहरण के लिए, बैक्टीरिया में, पाइरूवेट एंजाइम लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज की क्रिया द्वारा लैक्टिक एसिड में कम हो जाता है। खमीर में, एक समान प्रक्रिया अल्कोहलिक किण्वन है, जहां अंतिम उत्पाद इथेनॉल और कार्बन डाइऑक्साइड होते हैं। ब्यूटिरिक और साइट्रेट किण्वन को भी जाना जाता है।

ब्यूटिरिक किण्वन:

ग्लूकोज → ब्यूटिरिक एसिड + 2 CO2 + 2 H2O।

मादक किण्वन:

ग्लूकोज → 2 इथेनॉल + 2 CO2।

साइट्रिक किण्वन:

ग्लूकोज → साइट्रिक एसिड + 2 H2O।

खाद्य उद्योग में किण्वन आवश्यक है।

एरोबेस में, पाइरूवेट आमतौर पर ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र (क्रेब्स चक्र) में प्रवेश करता है, और NAD∙H अंततः ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की प्रक्रिया के माध्यम से माइटोकॉन्ड्रिया में श्वसन श्रृंखला पर ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत होता है।

इस तथ्य के बावजूद कि मानव चयापचय मुख्य रूप से एरोबिक है, अवायवीय ऑक्सीकरण गहन रूप से काम कर रहे कंकाल की मांसपेशियों में मनाया जाता है। सीमित ऑक्सीजन पहुंच की शर्तों के तहत, पाइरूवेट को लैक्टिक एसिड में बदल दिया जाता है, जैसा कि कई सूक्ष्मजीवों में लैक्टिक एसिड किण्वन के दौरान होता है:

पीवीसी + NAD∙H + H+ → लैक्टेट + NAD+।

असामान्य तीव्र शारीरिक गतिविधि के कुछ समय बाद होने वाला मांसपेशियों में दर्द उनमें लैक्टिक एसिड के संचय से जुड़ा होता है।

लैक्टिक एसिड का निर्माण चयापचय की एक मृत-अंत शाखा है, लेकिन यह चयापचय का अंतिम उत्पाद नहीं है। लैक्टेट डिहाइड्रोजनेज की कार्रवाई के तहत, लैक्टिक एसिड को फिर से ऑक्सीकृत किया जाता है, जिससे पाइरूवेट बनता है, जो आगे के परिवर्तनों में शामिल होता है।

यह समझने के लिए कि ग्लाइकोलाइसिस क्या है, आपको ग्रीक शब्दावली की ओर मुड़ना होगा, क्योंकि यह शब्द ग्रीक शब्दों से आया है: ग्लाइकोस - मीठा और लसीका - विभाजन। ग्लाइकोस शब्द से ग्लूकोज का नाम आता है। इस प्रकार, यह शब्द ऑक्सीजन के साथ ग्लूकोज की संतृप्ति की प्रक्रिया को संदर्भित करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक मीठे पदार्थ का एक अणु पाइरुविक एसिड के दो माइक्रोपार्टिकल्स में टूट जाता है। ग्लाइकोलाइसिस एक जैव रासायनिक प्रतिक्रिया है जो जीवित कोशिकाओं में होती है और इसका उद्देश्य ग्लूकोज को तोड़ना है। ग्लूकोज टूटने के तीन प्रकार होते हैं, और एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस उनमें से एक है।

इस प्रक्रिया में ऊर्जा की रिहाई के साथ कई मध्यवर्ती रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। यह ग्लाइकोलाइसिस का सार है। जारी की गई ऊर्जा एक जीवित जीव की सामान्य महत्वपूर्ण गतिविधि पर खर्च की जाती है। ग्लूकोज के टूटने का सामान्य सूत्र इस तरह दिखता है:

ग्लूकोज + 2NAD + + 2ADP + 2Pi → 2 पाइरूवेट + 2NADH + 2H + + 2ATP + 2H2O

ग्लूकोज का एरोबिक ऑक्सीकरण, इसके छह-कार्बन अणु के दरार के बाद, 10 मध्यवर्ती प्रतिक्रियाओं के माध्यम से किया जाता है। पहले 5 प्रतिक्रियाओं को तैयारी के प्रारंभिक चरण से जोड़ा जाता है, और बाद की प्रतिक्रियाएं एटीपी के गठन के उद्देश्य से होती हैं। प्रतिक्रियाओं के दौरान, शर्करा और उनके डेरिवेटिव के त्रिविम आइसोमर बनते हैं। कोशिकाओं द्वारा ऊर्जा का मुख्य संचय एटीपी के गठन से जुड़े दूसरे चरण में होता है।

ऑक्सीडेटिव ग्लाइकोलाइसिस के चरण। चरण एक

एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस में, 2 चरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है।

पहले चरण की तैयारी है। इसमें ग्लूकोज 2 एटीपी अणुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस चरण में जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लगातार 5 चरण होते हैं।

पहला कदम। ग्लूकोज का फास्फोराइलेशन

फॉस्फोराइलेशन, अर्थात्, पहली और बाद की प्रतिक्रियाओं में फॉस्फोरिक एसिड के अवशेषों को स्थानांतरित करने की प्रक्रिया, एडिसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड अणुओं की कीमत पर की जाती है।

पहले चरण में, एडिसिन ट्राइफॉस्फेट अणुओं से फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों को ग्लूकोज की आणविक संरचना में स्थानांतरित किया जाता है। प्रक्रिया ग्लूकोज-6-फॉस्फेट का उत्पादन करती है। हेक्सोकिनेस प्रक्रिया में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है, मैग्नीशियम आयनों की मदद से प्रक्रिया को तेज करता है, एक कॉफ़ैक्टर के रूप में कार्य करता है। मैग्नीशियम आयन ग्लाइकोलाइसिस की अन्य प्रतिक्रियाओं में भी शामिल होते हैं।

दूसरा चरण। ग्लूकोज-6-फॉस्फेट आइसोमर का निर्माण

दूसरे चरण में, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट का फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट में आइसोमेराइजेशन होता है।

आइसोमेराइजेशन उन पदार्थों का निर्माण है जिनका वजन समान है, रासायनिक तत्वों की संरचना है, लेकिन अणु में परमाणुओं की अलग-अलग व्यवस्था के कारण अलग-अलग गुण हैं। पदार्थों का आइसोमेराइजेशन बाहरी परिस्थितियों के प्रभाव में किया जाता है: दबाव, तापमान, उत्प्रेरक।

इस मामले में, Mg + आयनों की भागीदारी के साथ फॉस्फोग्लुकोज आइसोमेरेज़ उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत प्रक्रिया को अंजाम दिया जाता है।

तीसरा चरण। फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट का फास्फोराइलेशन

इस स्तर पर, एटीपी के कारण फॉस्फोरिल समूह का योग होता है। प्रक्रिया एंजाइम फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज -1 की भागीदारी के साथ की जाती है। यह एंजाइम केवल हाइड्रोलिसिस में भाग लेने के लिए अभिप्रेत है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, फ्रुक्टोज-1,6-बिस्फोस्फेट और न्यूक्लियोटाइड एडिसिन ट्राइफॉस्फेट प्राप्त होते हैं।

एटीपी - एडिसिन ट्राइफॉस्फेट, एक जीवित जीव में ऊर्जा का एक अनूठा स्रोत। यह एक जटिल और भारी अणु है जिसमें हाइड्रोकार्बन, हाइड्रॉक्सिल समूह, नाइट्रोजन और फॉस्फोरिक एसिड समूह एक मुक्त बंधन के साथ होते हैं, जो कई चक्रीय और रैखिक संरचनाओं में इकट्ठे होते हैं। पानी के साथ फॉस्फोरिक एसिड के अवशेषों की बातचीत के परिणामस्वरूप ऊर्जा की रिहाई होती है। एटीपी का हाइड्रोलिसिस फॉस्फोरिक एसिड के निर्माण और 40-60 जे ऊर्जा की रिहाई के साथ होता है जिसे शरीर अपनी महत्वपूर्ण गतिविधि पर खर्च करता है।

लेकिन सबसे पहले, ग्लूकोज का फॉस्फोराइलेशन एडिसिन ट्राइफॉस्फेट अणु के कारण होना चाहिए, यानी फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों को ग्लूकोज में स्थानांतरित करना।

चौथा चरण। फ्रुक्टोज-1,6-डाइफॉस्फेट का टूटना

चौथी प्रतिक्रिया में, फ्रुक्टोज-1,6-डाइफॉस्फेट दो नए पदार्थों में विघटित हो जाता है।

• डायहाइड्रोक्सीसिटोन फॉस्फेट,
• ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट।

इस रासायनिक प्रक्रिया में, एल्डोलेस एक उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है, ऊर्जा चयापचय में शामिल एक एंजाइम और कई बीमारियों के निदान के लिए आवश्यक है।

5 वां चरण। ट्रायोज फॉस्फेट आइसोमर्स का निर्माण

और अंत में, अंतिम प्रक्रिया ट्रायोज फॉस्फेट का आइसोमेराइजेशन है।

ग्लिसराल्ड-3-फॉस्फेट एरोबिक हाइड्रोलिसिस की प्रक्रिया में भाग लेना जारी रखेगा। और दूसरा घटक, डायहाइड्रोक्सीएसीटोन फॉस्फेट, एंजाइम ट्राइस फॉस्फेट आइसोमेरेज़ की भागीदारी के साथ, ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट में परिवर्तित हो जाता है। लेकिन यह परिवर्तन प्रतिवर्ती है।

चरण 2. एडिसिन ट्राइफॉस्फेट का संश्लेषण

ग्लाइकोलाइसिस के इस चरण में, जैव रासायनिक ऊर्जा एटीपी के रूप में जमा होगी। एडिसिन ट्राइफॉस्फेट फॉस्फोराइलेशन द्वारा एडिसिन डाइफॉस्फेट से बनता है। यह एनएडीएच भी पैदा करता है।

संक्षिप्त नाम NADH में एक गैर-विशेषज्ञ - निकोटिनामाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड के लिए एक बहुत ही जटिल और याद रखने में मुश्किल डिकोडिंग है। एनएडीएच एक कोएंजाइम है, जो एक जीवित कोशिका की रासायनिक प्रक्रियाओं में शामिल एक गैर-प्रोटीन यौगिक है। यह दो रूपों में मौजूद है:

1. ऑक्सीकृत (एनएडी +, नाडॉक्स);
2. बहाल (NADH, NADred)।

चयापचय में, NAD इलेक्ट्रॉनों को एक रासायनिक प्रक्रिया से दूसरी रासायनिक प्रक्रिया में ले जाकर रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है। एक इलेक्ट्रॉन को दान या स्वीकार करके, अणु NAD + से NADH में परिवर्तित हो जाता है, और इसके विपरीत। एक जीवित जीव में, NAD का उत्पादन ट्रिप्टोफैन या अमीनो एसिड एस्पार्टेट से होता है।

ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट के दो माइक्रोपार्टिकल्स प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं, जिसके दौरान पाइरूवेट बनता है, और 4 एटीपी अणु। लेकिन एडसीन ट्राइफॉस्फेट का अंतिम उत्पादन 2 अणु होगा, क्योंकि दो प्रारंभिक चरण में खर्च किए जाते हैं। प्रक्रिया जारी है।

छठा चरण - ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट का ऑक्सीकरण

इस प्रतिक्रिया में ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट का ऑक्सीकरण और फास्फारिलीकरण होता है। परिणाम 1,3-डिफॉस्फोग्लिसरिक एसिड है। ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज प्रतिक्रिया के त्वरण में शामिल है

प्रतिक्रिया बाहर से प्राप्त ऊर्जा की भागीदारी के साथ होती है, इसलिए इसे एंडर्जोनिक कहा जाता है। इस तरह की प्रतिक्रियाएं एक्सर्जोनिक के साथ समानांतर में आगे बढ़ती हैं, यानी ऊर्जा जारी करना, जारी करना। इस मामले में, ऐसी प्रतिक्रिया निम्नलिखित प्रक्रिया है।

7 वां चरण। फॉस्फेट समूह का 1,3-डिफॉस्फोग्लाइसेरेट से एडिसिन डिपोस्फेट में स्थानांतरण

इस मध्यवर्ती प्रतिक्रिया में, एक फॉस्फोरिल समूह को फॉस्फोग्लाइसेरेट किनेज द्वारा 1,3-डिफॉस्फोग्लिसरेट से एडिसिन डिफॉस्फेट में स्थानांतरित किया जाता है। परिणाम 3-फॉस्फोग्लिसरेट और एटीपी है।

एंजाइम फॉस्फोग्लाइसेरेट काइनेज का नाम दोनों दिशाओं में प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने की क्षमता से मिलता है। यह एंजाइम फॉस्फेट अवशेषों को एडिसिन ट्राइफॉस्फेट से 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट तक भी पहुंचाता है।

छठी और सातवीं प्रतिक्रियाओं को अक्सर एक ही प्रक्रिया के रूप में माना जाता है। इसमें 1,3-डाइफॉस्फोग्लिसरेट को मध्यवर्ती उत्पाद माना जाता है। साथ में, छठी और सातवीं प्रतिक्रियाएं इस तरह दिखती हैं:

ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट + एडीपी + पाई + एनएडी + ⇌3 -फॉस्फोग्लिसरेट + एटीपी + एनएडीएच + एच +, G'o \u003d -12.2 kJ / mol।

और कुल मिलाकर ये 2 प्रक्रियाएं ऊर्जा का कुछ हिस्सा छोड़ती हैं।

8 वां चरण। 3-फॉस्फोग्लिसरेट से फॉस्फोरिल समूह का स्थानांतरण।

2-फॉस्फोग्लिसरेट प्राप्त करना एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है, जो एंजाइम फॉस्फोग्लाइसेरेट म्यूटेज की उत्प्रेरक क्रिया के तहत होती है। फॉस्फोरिल समूह को 3-फॉस्फोग्लिसरेट के द्विसंयोजक कार्बन परमाणु से 2-फॉस्फोग्लिसरेट के त्रिसंयोजक परमाणु में स्थानांतरित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप 2-फॉस्फोग्लिसरिक एसिड बनता है। प्रतिक्रिया सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए मैग्नीशियम आयनों की भागीदारी के साथ होती है।

9वां चरण। 2-फॉस्फोग्लिसरेट से पानी का अलगाव

यह प्रतिक्रिया अनिवार्य रूप से ग्लूकोज टूटने की दूसरी प्रतिक्रिया है (पहली 6 वें चरण की प्रतिक्रिया थी)। इसमें एंजाइम फॉस्फोपाइरूवेट हाइड्रेटेज सी परमाणु से पानी के निष्कासन को उत्तेजित करता है, यानी 2-फॉस्फोग्लाइसेरेट अणु से उन्मूलन की प्रक्रिया और फॉस्फोएनोलफ्रुवेट (फॉस्फोइनोलप्यूरुविक एसिड) का निर्माण।

10वां और अंतिम चरण। पीईपी से एडीपी में फॉस्फेट अवशेषों का स्थानांतरण

ग्लाइकोलाइसिस की अंतिम प्रतिक्रिया में कोएंजाइम शामिल हैं - पोटेशियम, मैग्नीशियम और मैंगनीज, एंजाइम पाइरूवेट किनेज उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।

पाइरुविक एसिड के एनोल रूप का कीटो रूप में रूपांतरण एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है, और दोनों आइसोमर्स कोशिकाओं में मौजूद होते हैं। आइसोमेट्रिक पदार्थों के एक से दूसरे में संक्रमण की प्रक्रिया को टॉटोमेराइजेशन कहा जाता है।

अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस क्या है?

एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस के साथ, यानी O2 की भागीदारी के साथ ग्लूकोज का टूटना, ग्लूकोज का तथाकथित एनारोबिक ब्रेकडाउन भी होता है, जिसमें ऑक्सीजन भाग नहीं लेता है। इसमें लगातार दस प्रतिक्रियाएं भी शामिल हैं। लेकिन ग्लाइकोलाइसिस का अवायवीय चरण कहां होता है, क्या यह ग्लूकोज के ऑक्सीजन के टूटने की प्रक्रियाओं से जुड़ा है, या यह एक स्वतंत्र जैव रासायनिक प्रक्रिया है, आइए इसका पता लगाने की कोशिश करें।

अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस लैक्टेट बनाने के लिए ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ग्लूकोज का टूटना है। लेकिन लैक्टिक एसिड बनने की प्रक्रिया में NADH कोशिका में जमा नहीं होता है। यह प्रक्रिया उन ऊतकों और कोशिकाओं में की जाती है जो ऑक्सीजन भुखमरी की स्थिति में कार्य करते हैं - हाइपोक्सिया। इन ऊतकों में मुख्य रूप से कंकाल की मांसपेशियां शामिल हैं। लाल रक्त कोशिकाओं में, ऑक्सीजन की उपस्थिति के बावजूद, ग्लाइकोलाइसिस के दौरान लैक्टेट भी बनता है, क्योंकि रक्त कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया नहीं होते हैं।

एनारोबिक हाइड्रोलिसिस कोशिकाओं के साइटोसोल (साइटोप्लाज्म का तरल भाग) में होता है और यह एकमात्र ऐसा कार्य है जो एटीपी का उत्पादन और आपूर्ति करता है, क्योंकि इस मामले में ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण काम नहीं करता है। ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, लेकिन यह एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस में मौजूद नहीं होता है।

पाइरुविक और लैक्टिक एसिड दोनों ही कुछ कार्यों को करने के लिए मांसपेशियों के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में काम करते हैं। अतिरिक्त अम्ल यकृत में प्रवेश करते हैं, जहां, एंजाइमों की क्रिया के तहत, वे फिर से ग्लाइकोजन और ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाते हैं। और प्रक्रिया फिर से शुरू होती है। ग्लूकोज की कमी को पोषण से भर दिया जाता है - चीनी, मीठे फल और अन्य मिठाइयों का उपयोग। तो आप फिगर की खातिर मिठाइयों को पूरी तरह से मना नहीं कर सकते। शरीर को सुक्रोज की जरूरत होती है, लेकिन मॉडरेशन में।

इस लेख में, हम एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस, इसकी प्रक्रियाओं पर करीब से नज़र डालेंगे और चरणों और चरणों का विश्लेषण करेंगे। आइए अवायवीय से परिचित हों, इस प्रक्रिया के विकासवादी संशोधनों के बारे में जानें और इसके जैविक महत्व को निर्धारित करें।

ग्लाइकोलाइसिस क्या है

ग्लाइकोलाइसिस ग्लूकोज ऑक्सीकरण के तीन रूपों में से एक है, जिसमें ऑक्सीकरण प्रक्रिया स्वयं ऊर्जा की रिहाई के साथ होती है, जो एनएडीएच और एटीपी में संग्रहीत होती है। एक अणु से ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया में पाइरुविक एसिड के दो अणु।

ग्लाइकोलाइसिस एक प्रक्रिया है जो विभिन्न जैविक उत्प्रेरकों - एंजाइमों के प्रभाव में होती है। मुख्य ऑक्सीकरण एजेंट ऑक्सीजन है - ओ 2, हालांकि, इसकी अनुपस्थिति में ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रियाएं आगे बढ़ सकती हैं। इस प्रकार के ग्लाइकोलाइसिस को एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस कहा जाता है।

ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया

एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस ग्लूकोज ऑक्सीकरण की एक चरणबद्ध प्रक्रिया है जिसमें ग्लूकोज पूरी तरह से ऑक्सीकृत नहीं होता है। पाइरुविक अम्ल का एक अणु बनता है। और ऊर्जा की दृष्टि से, ऑक्सीजन (अवायवीय) की भागीदारी के बिना ग्लाइकोलाइसिस कम फायदेमंद है। हालांकि, जब ऑक्सीजन कोशिका में प्रवेश करती है, तो अवायवीय ऑक्सीकरण प्रक्रिया एक एरोबिक में बदल सकती है और पूर्ण रूप से आगे बढ़ सकती है।

ग्लाइकोलाइसिस के तंत्र

ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया छह-कार्बन ग्लूकोज का दो अणुओं के रूप में तीन-कार्बन पाइरूवेट में अपघटन है। प्रक्रिया स्वयं तैयारी के 5 चरणों और 5 चरणों में विभाजित है जिसमें ऊर्जा एटीपी में संग्रहीत होती है।

2 चरणों और 10 चरणों के ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया इस प्रकार है:

• चरण 1, चरण 1 - ग्लूकोज का फास्फारिलीकरण। ग्लूकोज में छठे कार्बन परमाणु पर, सैकराइड स्वयं फास्फारिलीकरण के माध्यम से सक्रिय होता है।
• स्टेज 2 - ग्लूकोज-6-फॉस्फेट का आइसोमेराइजेशन। इस स्तर पर, फॉस्फोग्लुकोसेमेरेज़ ग्लूकोज को फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट में उत्प्रेरित रूप से परिवर्तित करता है।
• चरण 3 - फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट और इसका फास्फारिलीकरण। इस चरण में फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज -1 की क्रिया द्वारा फ्रुक्टोज-1,6-डिफॉस्फेट (एल्डोलेज़) का निर्माण होता है, जो फॉस्फोरिल समूह के साथ एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड से फ्रुक्टोज अणु तक जाता है।
• चरण 4 एल्डोलेस के विदलन की प्रक्रिया है जिसमें ट्राइओज फॉस्फेट के दो अणु बनते हैं, अर्थात् एल्डोज और केटोज।
• चरण 5 - ट्रायोज फॉस्फेट और उनका आइसोमेराइजेशन। इस स्तर पर, ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट को ग्लूकोज के टूटने के बाद के चरणों में भेजा जाता है, और डाइहाइड्रॉक्सीएसीटोन फॉस्फेट एंजाइम के प्रभाव में ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट के रूप में परिवर्तित हो जाता है।
• चरण 2, चरण 6 (1) - ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट और इसका ऑक्सीकरण - वह चरण जिसमें यह अणु ऑक्सीकृत होता है और डाइफॉस्फोग्लाइसेरेट-1,3 में फॉस्फोराइलेट होता है।
• चरण 7 (2) - का उद्देश्य फॉस्फेट समूह को 1,3-डिफॉस्फोग्लिसरेट से एडीपी में स्थानांतरित करना है। इस चरण के अंतिम उत्पाद 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट और एटीपी के गठन हैं।
• चरण 8 (3) - 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट से 2-फॉस्फोग्लिसरेट में संक्रमण। यह प्रक्रिया एंजाइम फॉस्फोग्लाइसेरेट म्यूटेज के प्रभाव में होती है। एक रासायनिक प्रतिक्रिया की घटना के लिए एक शर्त मैग्नीशियम (Mg) की उपस्थिति है।
• चरण 9 (4) - 2 फॉस्फोग्लिसरा निर्जलित होता है।
• चरण 10 (5) - पिछले चरणों के पारित होने के परिणामस्वरूप प्राप्त फॉस्फेट को एडीपी और पीईपी में स्थानांतरित कर दिया जाता है। फॉस्फोएनुलपीरोवेट से ऊर्जा एडीपी में स्थानांतरित की जाती है। प्रतिक्रिया के लिए पोटेशियम (K) और मैग्नीशियम (Mg) आयनों की उपस्थिति की आवश्यकता होती है।

ग्लाइकोलाइसिस के संशोधित रूप

ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया 1,3 और 2,3-बायफोस्फोग्लिसरेट्स के अतिरिक्त उत्पादन के साथ हो सकती है। जैविक उत्प्रेरक के प्रभाव में 2,3-फॉस्फोग्लाइसेरेट ग्लाइकोलाइसिस में लौटने और 3-फॉस्फोग्लिसरेट के रूप में पारित करने में सक्षम है। इन एंजाइमों की भूमिका विविध है, उदाहरण के लिए, 2,3-बायफोस्फोग्लिसरेट, हीमोग्लोबिन में होने के कारण, ऑक्सीजन को ऊतकों में पारित करने का कारण बनता है, पृथक्करण को बढ़ावा देता है और ओ 2 और लाल रक्त कोशिकाओं की आत्मीयता को कम करता है।

कई बैक्टीरिया विभिन्न चरणों में ग्लाइकोलाइसिस के रूपों को बदलते हैं, उनकी कुल संख्या को कम करते हैं या विभिन्न एंजाइमों के प्रभाव में उन्हें संशोधित करते हैं। अवायवीय जीवों के एक छोटे से हिस्से में कार्बोहाइड्रेट के अपघटन के अन्य तरीके होते हैं। कई थर्मोफाइल में केवल 2 ग्लाइकोलाइटिक एंजाइम होते हैं, ये एनोलेज़ और पाइरूवेट किनेज हैं।

ग्लाइकोजन और स्टार्च, डिसाकार्इड्स और अन्य प्रकार के मोनोसेकेराइड्स

एरोबिक ग्लाइकोलाइसिस एक ऐसी प्रक्रिया है जो अन्य प्रकार के कार्बोहाइड्रेट की भी विशेषता है, और विशेष रूप से, यह स्टार्च, ग्लाइकोजन और अधिकांश डिसाकार्इड्स (मैनोज, गैलेक्टोज, फ्रुक्टोज, सुक्रोज, और अन्य) में निहित है। सभी प्रकार के कार्बोहाइड्रेट के कार्य आम तौर पर ऊर्जा प्राप्त करने के उद्देश्य से होते हैं, लेकिन उनके उद्देश्य, उपयोग आदि की बारीकियों में भिन्न हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लाइकोजन खुद को ग्लाइकोजेनेसिस के लिए उधार देता है, जो वास्तव में ऊर्जा प्राप्त करने के उद्देश्य से एक फॉस्फोलाइटिक तंत्र है। ग्लाइकोजन का टूटना। ग्लाइकोजन को ही शरीर में ऊर्जा के आरक्षित स्रोत के रूप में संग्रहित किया जा सकता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, भोजन के दौरान प्राप्त ग्लूकोज, लेकिन मस्तिष्क द्वारा अवशोषित नहीं, यकृत में जमा हो जाता है और इसका उपयोग तब किया जाएगा जब शरीर में ग्लूकोज की कमी हो ताकि व्यक्ति को होमोस्टैसिस में गंभीर व्यवधानों से बचाया जा सके।

ग्लाइकोलाइसिस का महत्व

ग्लाइकोलाइसिस एक अद्वितीय है, लेकिन शरीर में ग्लूकोज ऑक्सीकरण का एकमात्र प्रकार नहीं है, प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स दोनों की कोशिका। ग्लाइकोलाइसिस एंजाइम पानी में घुलनशील होते हैं। कुछ ऊतकों और कोशिकाओं में ग्लाइकोलाइसिस प्रतिक्रिया केवल इस तरह से हो सकती है, उदाहरण के लिए, मस्तिष्क और यकृत नेफ्रॉन कोशिकाओं में। इन अंगों में ग्लूकोज के ऑक्सीकरण के अन्य तरीकों का उपयोग नहीं किया जाता है। हालांकि, ग्लाइकोलाइसिस के कार्य हर जगह समान नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, पाचन की प्रक्रिया में वसा ऊतक और यकृत वसा के संश्लेषण के लिए ग्लूकोज से आवश्यक सब्सट्रेट निकालते हैं। कई पौधे अपनी ऊर्जा का बड़ा हिस्सा निकालने के लिए ग्लाइकोलाइसिस का उपयोग करते हैं।