3 Гликолиз

Гликолитический путь представляет собой 10 последовательных реакций, каждая из которых катализируется отдельным ферментом.

Процесс гликолиза условно можно разделить на два этапа. Первый этап, протекающий с расходом энергии 2-х молекул АТФ, заключается в расщеплении молекулы глюкозы на 2 молекулы глицеральдегид-3-фосфата. На втором этапе происходит НАД-зависимое окисление глицеральдегид-3-фосфата, сопровождающееся синтезом АТФ. Сам по себе гликолиз является полностью анаэробным процессом, то есть не требует для протекания реакций присутствия кислорода.

1) Фосфорилирование молекулы глюкозы, происходящее при участии тканеспецифичного фермента гексокиназы с затратой 1 молекулы АТФ; образуется активная форма глюкозы — глюкозо-6-фосфат (Г-6-Ф). Для реакции необходимо наличие ионов Mg2+, с которым комплексно связывается молекула АТФ. Эта реакция необратима.

2) Ферментом фосфоглюкоизомеразой Г-6-Ф превращается во фруктозо-6-фосфат (Ф-6-Ф). Энергия не требуется, является обратимой

3) Необратимое фосфорилирование Ф-6-Ф фосфофруктокиназой с затратой энергии ещё одной молекулы АТФ, определяет интенсивность гликолиза в целом.

4) Обратимое альдольное расщепление образовавшегося фруктозо-1,6-бифосфата (Ф-1,6-бФ) на две триозы под действием альдолазы фруктозо-1,6-бифосфата. Образуются дигидроксиацетонфосфат и глицеральдегид-3-фосфат

5) дигидроксиацетонфосфат почти сразу переходит в глицеральдегид-3-фосфат

6) Глицеральдегидфосфат окисляется НАД+ в присутствии дегидрогеназы глицеральдегидфосфата до 1,3-дифосфоглицерата

7) С 1,3-дифосфоглицерата, содержащего макроэргическую связь в 1 положении, ферментом фосфоглицераткиназой на молекулу АДФ переносится остаток фосфорной кислоты образуется молекула АТФ :

8) фосфоглицеролмутаза образует 2-фосфоглицерат

9) Енолаза образует фосфоенолпируват

10) вторая реакция субстратного фосфорилирования АДФ с образованием енольной формы пирувата и АТФ под действием пируваткиназы.

У анаэробных организмов пируват и НАД∙H далее подвергаются брожению.

Регуляция гликолиза. Различают местную и общую регуляцию.

Местная регуляция осуществляется путём изменения активности ферментов под действием различных метаболитов внутри клетки.

Регуляция гликолиза в целом, сразу для всего организма, происходит под действием гормонов, которые, влияя через молекулы вторичных посредников, изменяют внутриклеточный метаболизм.

Важное значение в стимуляции гликолиза принадлежит инсулину. Глюкагон и адреналин являются наиболее значимыми гормональными ингибиторами гликолиза.

Инсулин стимулирует гликолиз через:

• активацию гексокиназной реакции;

• стимуляцию фосфофруктокиназы;

• стимуляцию пируваткиназы.

Также на гликолиз влияют и другие гормоны. Например, соматотропин ингибирует ферменты гликолиза, а тиреоидные гормоны являются стимуляторами.

Регуляция гликолиза осуществляется через несколько ключевых этапов. Реакции, катализируемые гексокиназой (1), фосфофруктокиназой (3) и пируваткиназой (10) отличаются существенным уменьшением свободной энергии и являются практически необратимыми, что позволяет им быть эффективными точками регуляции гликолиза.