Volledige oxidatie van glucose. glucose oxidatiereactie

In dit artikel zal worden gekeken naar de wijze waarop de oxidatie van glucose. Koolhydraten zijn poligidroksikarbonilnogo soort verbindingen en derivaten daarvan. Kenmerkend - de aanwezigheid van aldehyde of keton en ten minste twee hydroxylgroepen.

In zijn structuur, worden koolhydraten verdeeld monosacchariden, polysacchariden, oligosacchariden.

monosacchariden

Monosacchariden de eenvoudigste koolhydraten, die niet kunnen worden onderworpen aan hydrolyse. Afhankelijk van welke groep aanwezig in de samenstelling - het aldehyde of keton wordt geïsoleerd aldose (deze omvatten galactose, glucose, ribose) en ketosen (ribulose, fructose).

oligosacchariden

Oligosacchariden koolhydraten die bestaan uit 2-10 monosaccharide oorsprong residuen verbonden door glycosidebindingen. Afhankelijk van het aantal monosaccharideresten onderscheiden disacchariden, trisacchariden, en ga zo maar door. Dat wordt gevormd door de oxidatie van glucose? Dit zal later worden besproken.

polysacchariden

Polysacchariden koolhydraten die meer dan tien monosaccharide eenheden glycosidebindingen samengevoegd bevatten. Indien de samenstelling van de polysaccharide die dezelfde monosaccharideresten, heet gomopolisaharidom (bijvoorbeeld zetmeel). Als deze resten anders - de heteropolysaccharide (zoals heparine).

Hoe belangrijk is de oxidatie van glucose?

De functies van koolhydraten in het menselijk lichaam

Koolhydraten hebben de volgende belangrijkste kenmerken:

1. Energy. De belangrijkste functie van koolhydraten, aangezien zij de belangrijkste bron van energie in het lichaam. Als gevolg van de oxidatie tevreden meer dan de helft van de energiebehoeften van de persoon. De oxidatie van één gram koolhydraat vrijgegeven 16,9 kJ.
2. Reserve. Glycogeen en zetmeel opslagvorm van voedingsstoffen.
3. Structuur. Cellulose en andere polysaccharide bestanddelen gevormd duurzaam geraamte in planten. Ook zij, in een complex met lipiden en eiwitten die deel uitmaken van cel biomembranen.
4. Beschermend. Voor zure heteropolysacchariden in de rol van biologische glijmiddel. Zij langs de oppervlakte van de gewrichten, die in contact zijn en tegen elkaar wrijven, neusslijmvlies, spijsverteringskanaal.
5. Antigoagulyantnaya. Dit koolhydraat heparine, heeft belangrijke biologische eigenschappen - namelijk voorkomen bloedstolling.
6. Koolhydraten vormen een koolstofbron voor de synthese van eiwitten, lipiden en nucleïnezuren.

Voor organismen zijn de belangrijkste bron van koolhydraten, koolhydraten dieet - suiker, zetmeel, glucose, lactose). Glucose kan in het lichaam worden gesynthetiseerd uit aminozuren, glycerol, lactaat en pyruvaat (gluconeogenese).

glycolyse

Glycolyse is een van drie mogelijke vormen van glucose oxidatieproces. Hierbij energietoewijzingsmethode opgeslagen door vervolgens ATP en NADH. Een van het molecuul splitst in twee moleculen van pyruvaat.

glycolyse plaatsvindt onder invloed van diverse enzymatische middelen, d.w.z. katalysatoren biologische aard. De belangrijkste oxidant zuurstof is, maar het is vermeldenswaard dat het proces van de glycolyse kan worden uitgevoerd in afwezigheid van zuurstof. Dit type anaerobe glycolyse wordt genoemd.

Glycolyse is een anaëroob proces trapsgewijze oxidatie van glucose. Deze glycolyse glucose oxidatie is niet compleet. Dus bij de oxidatie van glucose produceerde slechts één molecuul pyruvaat. Vanuit het oogpunt van de energetische voordelen anaërobe glycolyse is minder gunstig dan de aërobe. Indien de cel zuurstof gaat, kan de omzetting plaatsvinden in de aërobe anaerobe glycolyse, het volledige oxidatie van glucose.

Het mechanisme van de glycolyse

In het proces van glycolyse bij desintegratie koolstofzesring glucose in twee drie koolstofatomen moleculen pyruvaat. Het hele proces bestaat uit vijf voorbereidende fasen en vijf, waarbij energie wordt opgeslagen in ATP.

Aldus glycolyse plaats in twee fasen, die elk zijn onderverdeeld in vijf fasen.

Stap №1 glucose oxidatie

• Eerste fase. Bij de eerste stap is de fosforylering van glucose. Activering saccharide fosfolirirovaniya plaats door zesde koolstofatoom.
• De tweede trap. Werkwijze isomerisatie van glucose-6-fosfaat. In deze fase wordt getrokken glucose in fructose-6-fosfaat door de katalytische werking van fosfoglucoisomerase.
• De derde fase. Fosforylering van fructose-6-fosfaat. In deze fase, de vorming van fructose-1,6-difosfaat (ook wel aldolase) onder invloed van fosfofructokinase-1. Ze is betrokken bij de begeleiding van een fosforyl groep van adenosine trifosfaat naar een fructose molecuul.
• De vierde etappe. In deze fase, de aldolase splitsing. Dientengevolge twee triosefosfaat moleculen, met name ketose eldozy.
• De vijfde etappe. Triosefosfaat isomerisatie. In deze fase, de verzendende glyceraldehyde-3-fosfaat in de stappen splitsen glucose. Wanneer deze overgang plaatsvindt dihydroxyaceton fosfaat in de vorm van glyceraldehyde-3-fosfaat. Deze overgang wordt bewerkstelligd door de werking van enzymen.
• De zesde etappe. De oxidatie van glyceraldehyde-3-fosfaat. In deze fase, de oxidatie van het molecuul en de daaropvolgende fosforylatie 1,3-difosfoglyceraat.
• De zevende stap. Dit stadium omvat de overdracht van het 1,3-difosfoglyceraat fosfaatgroep aan ADP. Het eindresultaat van deze stap ontstaat het 3-fosfoglyceraat en ATP.

Stage №2 - volledige oxidatie van glucose

• De achtste etappe. In deze fase is de overgang 3-fosfoglyceraat 2-fosfoglyceraat. Het overgangsproces wordt uitgevoerd onder invloed van een enzym zoals fosfoglyceraatmutase. Deze chemie glucose oxidatiereactie verloopt de verplichte aanwezigheid van magnesium (Mg).
• De negende etappe. In dit stadium, de dehydratatie van 2-fosfoglyceraat.
• De tiende etappe. Op de overdracht van fosfaat afgeleid van voorgaande fasen stroomt PEP en ADP. Uitgevoerd door transfer naar ADP fosfoenulpirovata. Een dergelijke chemische reactie kan in de aanwezigheid van magnesiumionen (Mg) en kalium (K).

Onder aërobe omstandigheden kan de werkwijze komt tot _CO2 en _H2O De vergelijking van glucose oxidatie als volgt:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6SO 6D ₂ → ₂ + 6H ₂ O + 2880 kJ / mol.

Aldus de cel accumulatie van NADH optreedt bij de vorming van lactaat uit glucose. Dit betekent dat een dergelijk proces is een anaërobe, en kan zij in afwezigheid van zuurstof. Zuurstof - uiteindelijke elektronenacceptor die NADH overgedragen in de ademhalingsketen.

In het proces van berekenen van de energiebalans van de glycolytische reacties dient te worden dat elke trap van de tweede stap tweemaal herhaald. Hieruit kunnen we concluderen dat de eerste stap twee ATP moleculen wordt uitgegeven en in de stroom van de tweede trap, een 4-ATP fosforylering van een substraatmolecuul type. Dat betekent dat als gevolg van oxidatie van elk molecuul glucose accumuleren twee ATP moleculen.

We hebben de oxydatie van glucose door zuurstof onderzocht.

Anaëroob metabolisme van glucose oxidatie

Aerobe oxidatie genoemd oxidatieproces waarbij energie selectie optreedt en die optreedt in aanwezigheid van zuurstof, het uitstekende einde waterstofacceptor in de ademhalingsketen. Waterstofdonor moleculen steekt gereduceerde vorm co-enzymen (FADN2, NADH, NADPH) die worden gevormd door reactie van het tussenproduct substraatoxidatie.

De werkwijze aerobe oxidatie van glucose dichotomisch type is de belangrijkste manier van glucose katabolisme bij mensen. Dit type glycolyse kan worden uitgevoerd in alle weefsels en organen van het menselijk lichaam. Het resultaat van deze reactie is de klieving van een molecule van glucose naar water en kooldioxide. De energie die vrijkomt in dit geval wordt geaccumuleerd in de ATP. Dit proces kan worden onderverdeeld in drie fasen:

1. Het conversieproces glucosemoleculen in een paar moleculen pyrodruivenzuur. De reactie vindt plaats in het cytoplasma en een specifieke manier glucose afbraak.
2. Het proces van de vorming van acetyl-CoA in de oxidatieve decarboxylering van pyrodruivenzuur. Deze reactie vindt plaats in de mitochondriën.
3. De oxidatie van acetyl-CoA in de citroenzuurcyclus. De reactie vindt plaats in de mitochondriën.

In elk stadium van deze werkwijze produceert gereduceerde vorm van co-enzymen, door oxidatie enzymcomplexen van de ademhalingsketen. Dit levert ATP door oxidatie van glucose.

Onderwijs co-enzymen

Co-enzymen die zijn gevormd op de tweede en derde stap van aerobe glycolyse, direct geoxideerd in de mitochondriën. Parallel daaraan NADH, die in het cytoplasma van de cel werd gevormd tijdens de reactie van de eerste fase van aerobe glycolyse, geen mogelijkheid om te penetreren door de mitochondriale membraan. Waterstof wordt van NADH naar de cytoplasmatische cel mitochondria met de shuttle cycli. malaat-aspartaat - Onder deze cycli kan de belangrijkste onderscheiden.

Vervolgens worden met cytoplasmatische NADH ontstaat bij het herstel oxaalacetaat malaat dat op zijn beurt gaat de mitochondriën en vervolgens geoxideerd door reductie van mitochondriale NAD. Oxaalacetaat keert terug naar het cytoplasma in de vorm van aspartaat.

Gemuteerde vormen van de glycolyse

De voortgang van de glycolyse kan verder worden begeleid door het vrijkomen van 1.3 en 2.3-bifosfoglitseratov. Aldus 2,3-bifosfoglitserat onder invloed van de biologische katalysator kan worden teruggevoerd naar het proces glycolyse en wijzigt zijn vorm aan het 3-fosfoglyceraat. Deze enzymen spelen een verscheidenheid aan rollen. Bijvoorbeeld 2,3-bifosfoglitserat in hemoglobine, bevordert de overdracht van zuurstof naar de weefsels, hetgeen bijdraagt aan vermindering en dissociatie van de zuurstofaffiniteit en erytrocyten.

conclusie

Veel bacteriën kunnen het verloop van de glycolyse van vorm veranderen op de verschillende podia. Het is mogelijk om de totale hoeveelheid of modificatie van deze trappen door de invloed van verschillende verbindingen enzym verminderen. Sommige van anaërobe bacteriën hebben de mogelijkheid om andere koolhydraten decompositiemethoden. Meeste thermofielen slechts twee van de glycolyse enzym, met name enolase en pyruvaatkinase.

We hebben gekeken naar hoe verloopt de oxidatie van glucose in het lichaam.