Co dzieje się z pirogronianem w warunkach beztlenowych?

Posted on
Autor: Monica Porter
Data Utworzenia: 14 Marsz 2021
Data Aktualizacji: 17 Móc 2024
Anonim
Lactic acid fermentation : fate of pyruvate under anaerobic condition
Wideo: Lactic acid fermentation : fate of pyruvate under anaerobic condition

Zawartość

Glikoliza jest konwersją sześciowęglowej cząsteczki cukru glukoza do dwóch cząsteczek związku trójwęglowego pirogronian i trochę energii w postaci ATP (trifosforan adenozyny) i NADH (cząsteczka „nośnika elektronów”). Występuje we wszystkich komórkach, zarówno prokariotycznych (tj. Generalnie pozbawionych zdolności oddychania tlenowego), jak i eukariotycznych (tj. Tych, które mają organelle i wykorzystują oddychanie komórkowe w całości).

Pirogronian powstały w wyniku glikolizy, procesu, który sam nie wymaga tlenu, przechodzi u eukariontów do mitochondriów oddychanie aerobowe, którego pierwszym etapem jest konwersja pirogronianu do acetylo-CoA (acetylo-koenzym A).

Ale jeśli nie ma tlenu lub komórka nie ma możliwości przeprowadzenia oddychania tlenowego (podobnie jak większość prokariotów), pirogronian staje się czymś innym. W oddychanie beztlenowe, na co przekształcają się dwie cząsteczki pirogronianu?

Glikoliza: źródło pirogronianu

Glikoliza to konwersja jednej cząsteczki glukozy, C6H.12O6, do dwóch cząsteczek pirogronianu, C3H.4O3, z niektórymi ATP, jonami wodoru i NADH wytwarzanymi po drodze za pomocą prekursorów ATP i NADH:

do6H.12O6 + 2 NAD + 2 ADP + 2 P.ja → 2 ° C3H.4O3 + 2 NADH + 2 godz+ + 2 ATP

Tutaj P.ja oznacza "fosforan nieorganiczny, ”lub wolna grupa fosforanowa nieprzyłączona do cząsteczki zawierającej węgiel. ADP jest difosforan adenozyny, który różni się od ADP, jak można się domyślać, pojedynczą wolną grupą fosforanową.

Przetwarzanie pirogronianu u Eukariontów

Tak jak w warunkach beztlenowych, końcowym produktem glikolizy w warunkach tlenowych jest pirogronian. To, co dzieje się z pirogronianem w warunkach tlenowych i tylko w warunkach tlenowych, to oddychanie tlenowe (inicjowane reakcją mostkową poprzedzającą cykl Krebsa). W warunkach beztlenowych pirogronian zachodzi w jego konwersję do mleczanu, co pomaga utrzymać ciągłą glikolizę.

Zanim przyjrzysz się bliżej losowi pirogronianu w warunkach beztlenowych, warto przyjrzeć się temu, co dzieje się z tą fascynującą cząsteczką w normalnych warunkach, których zwykle doświadczasz - na przykład teraz.

Utlenianie pirogronianu: Reakcja mostkowa

Reakcja mostkowa, zwana także reakcja przejścia, zachodzi w mitochondriach eukariontów i obejmuje dekarboksylację pirogronianu z wytworzeniem octanu, cząsteczki dwuwęglowej. Cząsteczka koenzymu A jest dodawana do octanu z wytworzeniem acetylo-koenzymu A lub acetylo-CoA. Ta cząsteczka wchodzi następnie w cykl Krebsa.

W tym momencie dwutlenek węgla jest wydalany jako produkt odpadowy. Energia nie jest wymagana ani nie jest zbierana w postaci ATP ani NADH.

Oddychanie tlenowe po pirogronianu

Oddychanie tlenowe kończy proces oddychania komórkowego i obejmuje cykl Krebsa i łańcuch transportu elektronów, oba w mitochondriach.

Cykl Krebsa polega na zmieszaniu acetylo-CoA z cząsteczką czterowęglową zwaną szczawiooctanem, którego produkt jest kolejno redukowany do szczawiooctanu; powstaje trochę ATP i dużo nośników elektronów.

Łańcuch transportu elektronów wykorzystuje energię w elektronach w wyżej wymienionych nośnikach do produkcji dużej ilości ATP, z wymaganym tlenem jako końcowy akceptor elektronów, aby zapobiec cofaniu się całego procesu daleko w górę, przy glikolizie.

Fermentacja: kwas mlekowy

Kiedy oddychanie tlenowe nie jest opcją (jak u prokariotów) lub układ tlenowy jest wyczerpany, ponieważ łańcuch transportu elektronów został nasycony (jak w ćwiczeniach ludzkich o wysokiej intensywności lub beztlenowych), glikoliza nie może być kontynuowana, ponieważ nie jest już źródłem NAD_, aby kontynuować.

Twoje komórki mają na to sposób obejścia. Pirogronian można przekształcić w kwas mlekowy lub mleczan, aby wytworzyć wystarczającą ilość NAD +, aby utrzymać glikolizę przez pewien czas.

do3H.4O3 + NADH → NAD+ + C.3H.5O3

Jest to geneza notorycznego „oparzenia kwasem mlekowym”, które odczuwasz podczas intensywnych ćwiczeń mięśniowych, takich jak podnoszenie ciężarów lub kompletny zestaw ss.