विषय
- ग्लूकोज मूल बातें
- पूर्ण ग्लाइकोलाइसिस मार्ग
- ग्लाइकोलाइसिस: निवेश चरण
- ग्लाइकोलाइसिस: वापसी चरण
- ग्लाइकोलाइसिस का विनियमन
- ग्लाइकोलाइसिस एंजाइम सक्रियण
- ग्लाइकोलिसिस एंजाइम निषेध
- Hexokinase विनियमन पर अधिक
ग्लाइकोलाइसिस दुनिया में जीवित चीजों के बीच एक सार्वभौमिक चयापचय प्रक्रिया है। सभी कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में 10 प्रतिक्रियाओं की यह श्रृंखला छह-कार्बन चीनी अणु को परिवर्तित करती है शर्करा पाइरूवेट के दो अणुओं में, एटीपी के दो अणु और एनएडीएच के दो अणुओं में।
ग्लाइकोलाइसिस के बारे में जानें।
में प्रोकैर्योसाइटों, जो सबसे सरल जीव हैं, ग्लाइकोलाइसिस वास्तव में शहर का एकमात्र कोशिकीय-चयापचय खेल है। इन जीवों, जिनमें से लगभग सभी में अपेक्षाकृत कम सामग्री के साथ एक एकल कोशिका होती है, में चयापचय की आवश्यकताएं सीमित होती हैं, और ग्लाइकोलाइसिस उन्हें सक्षम कारकों की अनुपस्थिति में उन्हें पनपने और पुन: उत्पन्न करने की अनुमति देने के लिए पर्याप्त है। यूकैर्योसाइटोंदूसरी तरफ, एरोबिक श्वसन के मुख्य पकवान में प्रवेश करने से पहले ग्लाइकोलाइसिस को एक आवश्यक क्षुधावर्धक के रूप में रोल करें।
ग्लाइकोलाइसिस की चर्चाएं अक्सर इसके अनुकूल होने वाली स्थितियों पर केंद्रित होती हैं, जैसे, पर्याप्त सब्सट्रेट और एंजाइम एकाग्रता। कम अक्सर उल्लेख किया गया है, लेकिन यह भी महत्वपूर्ण है, ऐसी चीजें हैं जो डिजाइन द्वारा हो सकती हैं रोकना ग्लाइकोलाइसिस की दर। यद्यपि कोशिकाओं को ऊर्जा की आवश्यकता होती है, ग्लाइकोलिसिस मिल के माध्यम से लगातार कच्चे माल के रूप में लगातार चलना एक वांछित सेलुलर परिणाम नहीं है। सौभाग्य से सेल के लिए, ग्लाइकोलाइसिस में कई प्रतिभागियों में इसकी गति को प्रभावित करने की क्षमता है।
ग्लूकोज मूल बातें
ग्लूकोज सूत्र C के साथ एक छह-कार्बन चीनी है6एच12हे6। (फन बायोमोलेक्यूल ट्रिविया: हर कार्बोहाइड्रेट - चाहे वह चीनी हो, स्टार्च हो या अघुलनशील फाइबर - में सामान्य रासायनिक सूत्र C होता हैएनएच2Nहेएन।) इसके आकार के संदर्भ में भारी अमीनो एसिड के समान 180 ग्राम की दाढ़ द्रव्यमान है। यह प्लाज्मा झिल्ली के माध्यम से सेल के अंदर और बाहर स्वतंत्र रूप से फैलने में सक्षम है।
ग्लूकोज एक मोनोसैकराइड है, जिसका अर्थ है कि यह छोटे शर्करा के संयोजन से नहीं बनता है। फ्रुक्टोज एक मोनोसैकेराइड है, जबकि सुक्रोज ("टेबल शुगर") एक ग्लूकोज अणु और एक फ्रुक्टोज अणु से इकट्ठा किया गया एक डिसाकाराइड है।
विशेष रूप से, ग्लूकोज एक अंगूठी के रूप में होता है, जिसे अधिकांश आरेखों में षट्भुज के रूप में दर्शाया जाता है। छह रिंग परमाणुओं में से पांच ग्लूकोज हैं, जबकि छठा ऑक्सीजन है। संख्या -6 कार्बन मिथाइल (- CH) में निहित है3) रिंग के बाहर समूह।
पूर्ण ग्लाइकोलाइसिस मार्ग
ग्लाइकोलाइसिस की 10 प्रतिक्रियाओं के योग का पूरा सूत्र है:
सी6एच12हे6 + 2 एनएडी+ + 2 पाई + 2 एडीपी → 2 सीएच3(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+
शब्दों में, इसका मतलब है कि ग्लूकोज का एक अणु ग्लूकोज के दो अणुओं में परिवर्तित हो जाता है, जिससे 2 एटीपी और 2 एनएडीएच (निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड का कम रूप, जैव रसायन में एक आम "इलेक्ट्रॉन वाहक") उत्पन्न होता है।
ध्यान दें कि कोई ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं है। हालांकि पाइरूवेट लगभग हमेशा श्वसन के एरोबिक चरणों में सेवन किया जाता है, ग्लाइकोलाइसिस एरोबिक और एनारोबिक जीवों में समान रूप से होता है।
ग्लाइकोलाइसिस: निवेश चरण
ग्लाइकोलाइसिस को दो भागों में विभाजित किया गया है: एक "निवेश चरण," जिसके लिए 2 एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट, कोशिकाओं की "ऊर्जा मुद्रा") की आवश्यकता होती है, जो ग्लूकोज अणु को कुछ हद तक संभावित ऊर्जा, और "अदायगी" के रूप में आकार देता है। या "कटाई" चरण, जिसमें 4 एटीपी एक तीन-कार्बन अणु (ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट, या जीएपी) के दूसरे, पाइरूवेट के रूपांतरण के माध्यम से उत्पन्न होते हैं। इसका मतलब है कि ग्लूकोज के अणु प्रति कुल 4 -2 = 2 एटीपी उत्पन्न होते हैं।
जब ग्लूकोज एक कोशिका में प्रवेश करता है, तो यह एंजाइम की कार्रवाई के तहत फॉस्फोरिलेटेड होता है (यानी, इसके साथ एक फॉस्फेट समूह जुड़ा होता है) hexokinase। यह एंजाइम, या प्रोटीन उत्प्रेरक, ग्लाइकोलाइसिस में नियामक एंजाइमों में सबसे महत्वपूर्ण है। ग्लाइकोलाइसिस में 10 प्रतिक्रियाओं में से प्रत्येक एक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होता है, और यह एंजाइम बदले में केवल एक प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करता है।
इस फॉस्फोराइलेशन चरण से उत्पन्न ग्लूकोज-6-फॉस्फेट (G6P) एक दूसरे फॉस्फोराइलेशन होने से पहले फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट (F6P) में परिवर्तित हो जाता है, इस समय B की दिशा में phosphofructokinase, एक और महत्वपूर्ण नियामक एंजाइम। इसके परिणामस्वरूप फ्रुक्टोज-1,6-बिस्फोस्फेट (FBP) बनता है, और ग्लाइकोलाइसिस का पहला चरण पूरा हो गया है।
ग्लाइकोलाइसिस: वापसी चरण
फ्रुक्टोज-1,6-बिसफ़ॉस्फेट को तीन-कार्बन अणुओं, डायहाइड्रोक्सीसिटोन फॉस्फेट (डीएचएपी) और ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट (जीएपी) की एक जोड़ी में विभाजित किया गया है। डीएचएपी तेजी से जीएपी में बदल जाता है, इसलिए विभाजन का शुद्ध प्रभाव एक एकल-छह कार्बन अणु से दो समान तीन-कार्बन अणुओं का निर्माण होता है।
जीएपी को फिर एंजाइम ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा 1,3-डिपोस्फोग्लिसरेट में बदल दिया जाता है। यह एक व्यस्त कदम है; NAD+ NADH और H में परिवर्तित हो गया है+ GAP से छीन हाइड्रोजन परमाणुओं का उपयोग करना, और फिर अणु फॉस्फोराइलेटेड है।
शेष चरणों में, जो 1,3-डिप्थोस्फोग्लिसरेट को पाइरूवेट में बदल देते हैं, दोनों फॉस्फेट को एटीपी उत्पन्न करने के लिए तीन-कार्बन अणु से क्रम से हटा दिया जाता है। क्योंकि एफबीपी के विभाजन के बाद सब कुछ ग्लूकोज अणु प्रति दो बार होता है, इसका मतलब है कि 2 एनएडीएच, 2 एच+ और 4 एटीपी 2 एनएडीएच, 2 एच के नेट के लिए रिटर्न चरण में उत्पन्न होते हैं+ और 2 एटीपी।
ग्लाइकोलाइसिस के अंतिम परिणाम के बारे में और पढ़ें।
ग्लाइकोलाइसिस का विनियमन
ग्लाइकोलाइसिस में भाग लेने वाले तीन एंजाइम प्रक्रिया के नियमन में प्रमुख भूमिका निभाते हैं। दो, हेक्सोकिनेस और फ़ॉस्फोप्रोक्टोकिन्स (या पीएफके) का उल्लेख पहले ही किया जा चुका है। तीसरा, पाइरूवेट किनसे, अंतिम ग्लाइकोलाइसिस प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने के लिए जिम्मेदार है, पाइरूवेट के लिए फॉस्फेनोलेफ्रुवेट (पीईपी) का रूपांतरण।
इनमें से प्रत्येक एंजाइम में है activators साथ ही साथ अवरोधकों। यदि आप रसायन विज्ञान और प्रतिक्रिया अवरोधन की अवधारणा से परिचित हैं, तो आप उन स्थितियों की भविष्यवाणी करने में सक्षम हो सकते हैं जो किसी दिए गए एंजाइम का नेतृत्व करने के लिए अपनी गतिविधि को तेज या धीमा कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, यदि सेल का एक क्षेत्र G6P में समृद्ध है, तो क्या आप हेक्सोकाइनेज से आक्रामक रूप से भटकने वाले किसी भी ग्लूकोज अणु की तलाश करेंगे? आप शायद नहीं चाहेंगे, क्योंकि इन शर्तों के तहत, अतिरिक्त G6P उत्पन्न करने की कोई तत्काल आवश्यकता नहीं है। और, आप सही होंगे।
ग्लाइकोलाइसिस एंजाइम सक्रियण
जबकि हेक्सोकाइनेज जी 6 पी द्वारा बाधित होता है, यह एएमपी (एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट) और एडीपी (एडेनोसिन डाइफॉस्फेट) द्वारा सक्रिय होता है, जैसा कि पीएफके और पाइरूवेट किनसे। ऐसा इसलिए है क्योंकि एएमपी और एडीपी के उच्च स्तर आम तौर पर एटीपी के निचले स्तर को दर्शाते हैं, और जब एटीपी कम होता है, तो ग्लाइकोलाइसिस होने का आवेग उच्च होता है।
Pyruvate kinase भी फ्रुक्टोज-1,6-बिसफ़ॉस्फ़ेट द्वारा सक्रिय किया जाता है, जो समझ में आता है, क्योंकि बहुत अधिक FBP का तात्पर्य है कि एक ग्लाइकोलाइसिस मध्यवर्ती ऊपर की ओर जमा हो रहा है और प्रक्रिया के पूंछ अंत में चीजों को तेजी से होने की आवश्यकता है। इसके अलावा, फ्रुक्टोज-2,6-बिसफ़ॉस्फ़ेट पीएफके का एक कार्यकर्ता है।
ग्लाइकोलिसिस एंजाइम निषेध
Hexokinase, जैसा कि नोट किया गया है, G6P द्वारा बाधित है। PFK और पाइरूवेट किनासे दोनों एक ही मूल कारण के लिए एटीपी की मौजूदगी से बाधित होते हैं क्योंकि वे AMP और ADP द्वारा सक्रिय होते हैं: सेल की ऊर्जा स्थिति ग्लाइकोलाइसिस की दर में कमी का पक्षधर है।
पीएफके भी बाधित है सिट्रट, क्रेब्स चक्र का एक घटक जो एरोबिक श्वसन में बहाव होता है। Pyruvate kinase द्वारा हिचकते हैं एसिटाइल कोआ, जो अणु है कि पाइरूवेट ग्लाइकोलिसिस समाप्त होने के बाद परिवर्तित हो जाता है और क्रेब्स चक्र शुरू होने से पहले (वास्तव में, एसिटाइल सीओए साइट्रेट बनाने के लिए चक्र के पहले चरण में ऑक्सालोसेटेट के साथ जोड़ता है)। अंत में, अमीनो एसिड अलैनिन पाइरूवेट किनसे को भी रोकता है।
Hexokinase विनियमन पर अधिक
आप हेक्सोकाइनेज को बाधित करने के लिए जी 6 पी के अलावा ग्लाइकोलिसिस के अन्य उत्पादों की उम्मीद कर सकते हैं, क्योंकि महत्वपूर्ण मात्रा में उनकी उपस्थिति जी 6 पी के लिए कम आवश्यकता को इंगित करती है। हालाँकि, केवल G6P ही हेक्सोकिनेस को रोकता है। ऐसा क्यों है?
कारण काफी सरल है: जी 6 पी को ग्लाइकोलाइसिस के अलावा अन्य प्रतिक्रिया मार्गों के लिए आवश्यक है, जिसमें पैंटोज फॉस्फेट शंट और ग्लाइकोजन संश्लेषण। इसलिए, अगर G6P के अलावा अन्य डाउनस्ट्रीम अणु अपने काम से हेक्सोकिनेस को रख सकते हैं, तो ये अन्य प्रतिक्रिया मार्ग G6P की प्रक्रिया में प्रवेश करने की कमी के लिए भी धीमा कर देंगे, और इसलिए एक तरह के संपार्श्विक क्षति का प्रतिनिधित्व करेंगे।