Лекция жинағы Шымкент 2019

Гликолиз (гректің «гликс» - тәтті, «лизис» - ыдырау) барлық жануарлар жасушаларына және кейбір микроооганизмдерге тән процесс. Гликолизге қатысатын екі кофакторды ерекше атау қажет. Оның бірі НАД (никотинамид-адениндинуклеотид). Молекуласының никитинамидтік бөлігі витамин РР (pellagra preventiva). Тамақта бұл витамин жетіспесе Америка континентінде көп тараған ас қорыту системасының ауруы пеллагра пайда болады.

Витаминдердің көпшілігі кофермент немесе оның бөліктері ретінде қызмет атқарады. Сондықтан организм витамнсіз тіршілік ете алмайды. Екінші кофактор АТФ (аденозинтрифосфат). АТФ молекуласы аденозинди-фосфат (АДФ) пен бейорганикалық фосфатқа (Фбейорг) гидролизденуі мүмкін және АДФ пен Фбейорг конденсацияланған кезінде АТФ қайтадан кері түзілуі мүмкін. Бұл жағдайда энергия жұмсалады және су бөлініп шығады.

АТФ+Н₂О АДФ+Ф_{бейорг.}

Глюкоза ашығанда бос энергия бөлінеді: глюкозаның әрбір грамм молекуласы (г-моль) ыдыраған кезде 47 килокалоря (ккал) энергия пайда болады. Екінші жағынан АДФ+Фн-тан АТФ түзілгенде энергия жұмсалады: АТФ г-молъ түзілуі үшін 14 ккал керек. Сонымен, глюкозаның ыдырауының нәтижесінде бөлінген 47 ккал, 60%-ті АТФ-ңің түзілуіне кетеді. Гликолиз АТФ-тің синтезделуін энергиямен жабдықтайды. Гликолиз ғана емес катабо-лизмнің өзі де АТФ-тің түзілу процесін энергиямен қамтамасыз етеді.

Хииялық тұрғыдан гликолиз глюкоза молекуласының екіге тең бөлінуі және оның атомдарының қайтадан құрылуы. Бұл кезде материя жойылып кетпейді және жаңадан пайда болмайды:

С₆Н₁₂О₆  2СН₃ ― СНОН ― СООН немесе

(сүт қышқылы)

С₆Н₁₂О₆  2СН₃― СН₂ОН+2СО₂

(этанол)
Бірақ та күрделі өзгерістер жүреді, оның бәрі АТФ-ті алу үшін бағышталған. Бұл тотығып-тотықсызданып фосфорлау процесінің нәтиже-сінде гликолиздің алтыншы, жетінші стадияларында жүреді. Осы негізгі реакцияның алдындағы бесінші стадияның рөлі глюкоза молекулаларын осы реакцияға қатыстыруға дайындау. Бұл күрделі және қымбат тұратын жұмыс, себебі глюкозаның алтыкөміртектік молекуласын фосфорглицериндік альде-гид деп аталатын фосфорланған үшкөміртекті қосылыстың екі молекуласына айналдыруға байланысты. Осы тізбекке қажет екі фосфаттық топ АТФ-тен келеді. Көптеген коректік заттар, ыдырауға жарайтын жағдайға жеткенге дейін активтенуді қажет етеді, оған энергия керек. Фосфорглицериндік альде-гидтің фосфорглицериндік кышқылға айналуы альдегидтік топа (СНО) оттегінің бір атомы қосылған кезде және қышқылдың карбоксил тобының (СООН) пайда болуымен жүреді.

Гликолиз – оттегінің қатысынсыз жүретін анаэробты процесс. Оттегінің қосымша атомының көзі атмосфералық оттегі емес, су. Бірақ та қоршап тұрған ортаның суы емес. АДФ пен Фбейорг бірге конденсациялануының нәтижесінде пайда болған су молекуласы. Тотықтыру стадиясының мәні суды бөліп алу. Бұны дегидрогенизация дейді. Бұл реакцияда пайда болған сутегі газ тәрізді сутегі емес, тұрақты екі атомды молекула. Бос күйінде ешуақытта кездеспейтін сутегінің раективтік атомы. Осы тепе-тендікке қатысатын протондар немесе сутегінің ионы, Н⁺, судың диссоциациялануы-ның нәтижесінде су ортасында үнемі болады:

Н₂О Н⁺ + ОН^-
Биологиялық тотығу реакцияларына оттегі тікелей қатыспайды, сутегі атомдарын немесе электрондарды бөліп шығару арқылы жүреді. Барлық аэробты организмдерде қажет атмосфералық оттегінің міндеті тотықтыру реакцияларының нәтижесінде босаған элетрондарды жинау. Тотықтыру реакциясына қарама-қарсы реакцияны тотықсыздандыру реакциясы дейді. Бұл екі реакция бір-бірімен тығыз байланысты. Сондықтан да оларды тотық-тыру-тотықсыздандыру реакциялары дейді. Гликолиздің негізгі тотықтыру стадиясында электрондардың акцепторы НАД⁺.

Фосфорглицериндік альдегид элетрондардың доноры, НАД⁺ - электрон-дардың акцепторы. Электрондар тасымалдану үшін акцептордың электрон-дарға туыстығы донорлардікіне қарағанда артық болуы керек. Сүт қышқыл-дық ашудың акцепторы пирожүзім қышқылы, ол сүт қышқылына дейін тотықсызданады:

СН₃СОН + НАД.Н + Н⁺  СН₃ ― СН₂ОН + НАД⁺

Сонымен гликолиз кезіңде глюкозаның алтыкөміртектік молекуласы перуваттың екі үш көміртектік молекуласына айналады және АТФ-тің төрт молекуласы мен екі НАД.Н + Н⁺ пайда болады.

Гликолиз процесіне АТФ-тің екі молекуласы жұмсалатын болғандықтан гликолиздегі таза шығым АТФ-тің екі молекуласына және 2(НАД.Н + Н⁺) тең. НАД.Н өзінің сутегін электрондарды тасымалдайтын тізбекке табыс-тайды. Сөйтіп, гликолиз глюкозаны пируватқа айналдырады және НАД.Н пен АТФ-тің белгілі санын береді. Гликолиздің жинақталған реакциясы мына төмендегі:
С₆Н₁₂О₆ + 2А₁Ф 2С₃Н₄О₃ + 4Н⁺ + 2АДФ + 2Ф + энергия

(пируват)