Potpunu oksidaciju glukoze. glukoze oksidacije reakcija

Ovaj članak će pogledati kako oksidacije glukoze. Ugljikohidrati su tip poligidroksikarbonilnogo spojevi i njihovi derivati. Karakteristične osobine - prisustvo aldehida ili ketona grupe i najmanje dvije hidroksilne grupe.

U svom sastavu, ugljenih hidrata su podijeljeni u monosaharida, polisaharide, oligosaharidi.

monosaharide

Monosaharidi su najjednostavniji ugljikohidrata, koji se ne mogu podvrgnuti hidrolize. Ovisno o tome koja grupa je prisutna u sastav - aldehid ili keton je izoliran aldose (tu spadaju galaktoza, glukoza, riboza) i ketoses (ribulose, fruktoza).

oligosaharidi

Oligosaharidi su ugljikohidrati koji se sastoje od dvije do deset monosaharid ostataka porijekla pridružio glikozidne veze. Zavisno od broja monosaharida ostataka razlikuje disaharida, trisaccharides, i tako dalje. Koji se formira oksidacijom glukoze? Ovo će biti riječi kasnije.

polisaharide

Polisaharidi su ugljikohidrati koji sadrže više od deset monosaharid jedinice spajaju glikozidne veze. Ako je sastav polisaharid koji sadrži isti monosaharid ostatke, to se zove gomopolisaharidom (npr skrob). Ako ti ostaci su različiti - na heteropolisaharida (kao što je heparin).

Koliko je važna oksidacija glukoze?

Funkcije ugljenih hidrata u ljudskom tijelu

Ugljikohidrati imaju sljedeće glavne karakteristike:

1. Energije. Glavna funkcija ugljikohidrata, kao što su oni glavni izvor energije u organizmu. Kao rezultat oksidacije zadovoljni više od polovine energetskih potreba osobe. Oksidacije jednog grama ugljikohidrata pušten 16.9 kJ.
2. Rezerve. Glikogena i škrobnih su skladištenje oblik hranjivih tvari.
3. Strukture. Celuloze i nekih drugih polisaharid spojeva čine izdržljiv kostur u biljkama. Oni su također, u kompleksu sa lipida i proteina koji su dio ćelije biomembranes.
4. Zaštitna. Za kisele heteropolisaharida u ulozi biološke maziva. Oni liniju površinu zglobova, koji su u kontaktu i trljati jedni protiv drugih, nosne sluznice, probavni trakt.
5. Antigoagulyantnaya. Ovo ugljenih hidrata je heparin, ima važne biološke osobine - naime, sprečava zgrušavanje krvi.
6. Ugljikohidrati predstavljaju izvor ugljenika za sintezu proteina, lipida i nukleinskih kiselina.

Za organizam su glavni izvor ugljikohidrata, dijetetskih ugljikohidrata - šećer, škrob, glukoza, laktoza). Glukoze može biti sintetiziran u tijelu iz aminokiselina, glicerola, laktata i piruvata (glukoneogenezu).

glikolizu

Glikolize predstavlja jedan od tri moguća oblika proces oksidacije glukoze. U ovom procesu energije raspodjele čuvaju naknadno ATP i NADH. Jedan od njegovih molekula dijeli na dvije molekule piruvata.

proces glikolize odvija pod uticajem različitih enzimskih agenata, i.e. katalizatori biološke prirode. Najvažniji oksidans je kisik, ali treba napomenuti da je proces glikolize može se izvršiti u odsustvu kisika. Ova vrsta anaerobne glikolize se zove.

Glikolize je anaerobni proces postupno oksidacije glukoze. Sa ovim glikolize oksidacija glukoze nije potpun. Tako je u oksidacije glukoze proizvodi samo jedna molekula piruvata. Sa aspekta energetske prednosti anaerobne glikolize je manje povoljan od aerobik. Međutim, ako je ćelija ide kisika, konverzija može doći u aerobnim anaerobne glikolize, što je potpunu oksidaciju glukoze.

Mehanizam glikolize

U procesu glikolize to propada šest ugljen glukoze u dva tri-ugljen molekule piruvata. Čitav proces je podijeljen u pet pripremnih faza i pet godina, tokom kojih se energija skladišti u ATP-a.

Dakle, glikolize se javlja u dvije faze, od kojih je svaka podijeljena u pet faza.

Korak №1 oksidacija glukoze

• Prva faza. Na prvi korak je fosforilaciju glukoze. Aktiviranje saharida fosfolirirovaniya nastaje šestog atoma ugljenika.
• U drugoj fazi. Proces izomerizacije glukoze-6-fosfat. U ovoj fazi, glukoze je uvučen u fruktoza-6-fosfat katalitičko djelovanje phosphoglucoisomerase.
• Trećoj fazi. Fosforilacija fruktoze-6-fosfat. U ovoj fazi, formiranje fruktoze 1,6-bisfosfat (naziva Aldolaza) pod uticajem phosphofructokinase-1. Ona je uključena u pratnji jedne phosphoryl grupe iz adenozin trifosfata do fruktoze molekula.
• Četvrta faza. U ovoj fazi, Aldolaza dekolte. Kao rezultat toga dva Triose fosfata molekula, a posebno ketoza eldozy.
• Peta faza. izomerizacije Triose fosfat. U ovoj fazi, slanje gliceraldehid-3-fosfata u koracima cijepanja glukoze. Kada se ove tranzicije javlja Dihidroksiaceton fosfat u obliku gliceraldehid-3-fosfat. Ova tranzicija se postiže djelovanjem enzima.
• Šesti fazi. Oksidacije gliceraldehid-3-fosfat. U ovoj fazi, oksidacije molekula, a potom i fosforilacija 1,3-diphosphoglycerate.
• Sedmi fazi. Ova faza uključuje transfer 1,3-diphosphoglycerate fosfat grupa ADP. Krajnji rezultat ovog koraka se formira 3-fosfoglicerat i ATP-a.

Stage №2 - potpunu oksidaciju glukoze

• Osmi fazi. U ovoj fazi, tranzicija 3 fosfoglicerat 2-fosfoglicerat. Proces tranzicije se izvodi pod djelovanjem enzima, kao što su fosfoglicerat mutase. Ovo hemije glukoze oksidacije reakcija nastavlja uz obaveznu prisutnost magnezija (Mg).
• Deveti fazi. U ovoj fazi, dehidracija 2-fosfoglicerat.
• Deseti fazi. Na transfer fosfata izvedeni iz prethodnih faza teče u PEP i ADP. Realizuje transfer u ADP fosfoenulpirovata. Takve kemijske reakcije moguće je u prisustvu magnezija iona (Mg) i kalija (K).

U aerobnim uvjetima, proces dođe do CO ₂ i H ₂ O. Jednadžba glukoze oksidacije kako slijedi:

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

Prema tome, akumulacija ćelija NADH se javlja u formiranju laktata iz glukoze. To znači da takav proces je anaerobna, i može nastaviti u odsustvu kisika. To kisika - konačni akceptor elektrona, koji se prenose NADH u respiratornom lancu.

U procesu obračuna energetskog bilansa glikoliticki reakcije moraju shvatiti da svaka faza drugi korak se ponavlja dva puta. Iz ovoga se može zaključiti da je u prvom koraku dva ATP molekula je potrošen, a tokom tok u drugoj fazi, 4 ATP-fosforilacije supstrata molekula prema vrsti. To znači da je kao rezultat oksidacije svakog molekula glukoze ćelija akumuliraju dva ATP molekula.

Ispitali smo oksidaciju glukoze kisika.

Anaerobni put glukoze oksidacije

Aerobni oksidacije zove proces oksidacije u kojem izbor energije nastaje i koji se javlja u prisustvu kisika, projektovanja kraju hidrogen akceptora u respiratornom lancu. Hidrogen donatora molekula viri smanjen oblik koenzima (FADN2, NADH, NADPH), koji se formiraju reakcijom srednji podloge oksidacije.

Proces aerobne oksidacije glukoze dihotomnih tipa je glavni način glukoze katabolizma kod ljudi. Ovaj tip glikolize može izvoditi u svim tkivima i organima ljudskog tijela. Rezultat ove reakcije je dekolte molekula glukoze u vodu i ugljični dioksid. Oslobođena energija u ovom slučaju će se akumulirati u ATP-a. Ovaj proces može se podijeliti u tri faze:

1. Proces konverzije molekula glukoze u par molekula pyruvic kiseline. Reakcija se odvija u citoplazmi ćelije i specifičan način razgradnje glukoze.
2. Proces formiranja acetil-CoA u oksidativnog dekarboksilacija pyruvic kiseline. Ova reakcija se odvija u ćeliji mitohondrije.
3. Oksidacije acetil-CoA u Krebs ciklusa. Reakcija se odvija u ćeliji mitohondrije.

U svakoj fazi ovog procesa proizvodi smanjene oblika koenzima, od oksidirajuće enzima kompleksi respiratornog lanca. Ovo stvara ATP oksidacijom glukoze.

obrazovanje koenzima

Koenzima koji se formiraju na drugom i trećem koraku aerobnog glikolize, se oksidira direktno u ćeliji mitohondrije. Paralelno sa ovim, NADH, koja je formirana u citoplazmi ćelije tokom reakcije prve faze aerobnog glikolize, nema sposobnost da prodre kroz membrane mitohondrija. Vodonik je prešao iz NADH u ćeliju citoplazmatski mitohondrije shuttle ciklusa. Među ovih ciklusa mogu razlikovati glavne - malat-aspartat.

Zatim, koristeći citoplazmatski NADH se javlja u obnovi oksaloacetatni malat što zauzvrat, ulazi u mitohondrije ćeliju, a zatim oksidira smanjenjem mitohondrijske NAD. Oksaloacetat vraća u citoplazmi u obliku aspartat.

Mutirani oblici glikolize

Napredak glikolize može dodatno biti u pratnji oslobađanje od 1,3 i 2,3-bifosfoglitseratov. Tako 2,3-bifosfoglitserat pod uticajem bioloških katalizatora može reciklirati u procesu glikolize, a zatim promijeniti svoj oblik u 3-fosfoglicerat. Ovi enzimi igraju različite uloge. Na primjer, 2,3-bifosfoglitserat se nalazi u hemoglobinu, promovira prelazak kisika u tkivima, čime se doprinosi smanjenju i disocijacije kisika afiniteta i eritrocita.

zaključak

Mnoge bakterije mogu promijeniti tok glikolize forme na različitim fazama. Moguće je da se smanji njihov ukupan iznos ili izmjene ovih faza utjecajem raznih enzima spojeva. Neki od anaerobnih bakterija imaju sposobnost da druge metode ugljikohidrata raspadanja. Većina thermophiles ima samo dva od glikolize enzima, posebno enolaze i piruvat kinaze.

Gledali smo kako se odvija oksidacija glukoze u organizmu.