Гликолиз

Метаболический путь гликолиза преобразует глюкозу в пируват посредством серии промежуточных метаболитов. Каждая химическая модификация выполняется различным ферментом. Шаги 1 и 3 потребляют АТФ и Шаги 7 и 10 производят АТФ. Поскольку шаги 6–10 происходят дважды на молекулу глюкозы, это приводит к чистому производству АТФ.

Гликолиз - это метаболический путь , который преобразует глюкозу ( C ₆ H ₁₂ O ₆ ) в пируват и, в большинстве организмов, встречается в жидкой части клеток ( цитозоль ). выделяемая Свободная энергия, в этом процессе, используется для формирования высокоэнергетических молекул аденозин-трифосфата (АТФ) и снижения никотинамида аденин-динуклеотида (NADH). ^{[ 1 ]} Гликолиз - это последовательность из десяти реакций, катализируемых ферментами .

Широкое появление гликолиза у других видов указывает на то, что это древний метаболический путь. ^{[ 2 ]} Действительно, реакции, которые составляют гликолиз и его параллельный путь, пентозофосфатный путь , могут происходить в условиях бескислорона архейских путь океанов, а также в отсутствие ферментов, катализируемых ионами металлов, что означает это правдоподобный для абиогенеза . ^{[ 3 ]}

Наиболее распространенным типом гликолиза является путь Эмбден -Мейерхоф -Перанас (EMP) , который был обнаружен Густав Эмбден , Отто Мейерхоф и Джакуб Кароль Парнас . Гликолиз также относится к другим путям, таким как путь Entner -Doudoroff и различные гетероофинальные и гомоферментативные пути. Тем не менее, обсуждение здесь будет ограничено путем Эмбден -Мейерхоф -Парнас. ^{[ 4 ]}

Путь гликолиза может быть разделен на две фазы: ^{[ 5 ]}

Инвестиционная фаза - в котором АТФ потребляется
Фаза урожая - в которой производится больше АТФ, чем первоначально потреблялось

Обзор

Общая реакция гликолиза составляет:

D -Glucose

+ 2 [они] ⁺
+ 2 [ADP]
+ 2 [p] _i

2 × пируват

2 ×

+ 2 [NADH]
+ 2 часа ⁺
+ 2 [АТФ]
+ 2 H ₂ O

Использование символов в этом уравнении делает его несбалансированным в отношении атомов кислорода, атомов водорода и зарядов. Баланс атома поддерживается двумя группами фосфата (P _i ): ^{[ 6 ]}

Каждый существует в форме аниона водорода фосфата ( [Hon ₄ ] ²⁻), диссоциация, чтобы внести свой вклад 2H ⁺ общий
Каждый освобождает атом кислорода, когда он связывается с молекулой аденозин дифхосфат (ADP), внося 2 O в целом

Заряды сбалансированы разницей между ADP и ATP. В клеточной среде все три гидроксильные группы ADP диссоциации на -o ⁻ и ч ⁺, давая ADP ³⁻, и этот ион имеет тенденцию существовать в ионной связи с MG ²⁺, давая ADPMG ⁻Полем АТФ ведет себя одинаково, за исключением того, что у него есть четыре гидроксильные группы, давая ATPMG ²⁻Полем Когда эти различия наряду с истинными зарядами в двух фосфатных группах рассматриваются вместе, чистые заряды -4 с каждой стороны сбалансированы. ^{[ Цитация необходима ]}

Для простых ферментаций метаболизм одной молекулы глюкозы до двух молекул пирувата имеет чистый выход двух молекул АТФ. Большинство клеток затем выполнят дальнейшие реакции на «погашение» используемых NAD ⁺ и производить конечный продукт этанола или молочной кислоты . Многие бактерии используют неорганические соединения в качестве акцепторов водорода для восстановления NAD ⁺. ^{[ Цитация необходима ]}

Клетки, выполняющие аэробное дыхание, синтезируют гораздо больше АТФ, но не как часть гликолиза. Эти дальнейшие аэробные реакции используют пируват и NADH + H ⁺ от гликолиза. Эукариотическое аэробное дыхание дает приблизительно 34 дополнительные молекулы АТФ для каждой молекулы глюкозы, однако большинство из них продуцируются механизмом, сильно отличающимся от фосфорилирования уровня субстрата в гликолизе. ^{[ Цитация необходима ]}

Производство с более низкой энергией, на глюкозу анаэробного дыхания по сравнению с аэробным дыханием, приводит к большему потоку через путь в гипоксических (низко-кислородных) условиях, если не обнаруживаются альтернативные источники анаэробных окислительных субстратов, таких как жирные кислоты. ^{[ Цитация необходима ]}

Метаболизм общих моносахаридов , включая гликолиз, глюконеогенез , гликогенез и гликогенолиз

История

Путь гликолиза, как известно сегодня, потребовалось почти 100 лет, чтобы полностью выяснить. ^{[ 7 ]} Объединенные результаты многих небольших экспериментов были необходимы для понимания тонкостей всего пути.

Первые шаги в понимании гликолиза начались в девятнадцатом веке с винной промышленностью. По экономическим причинам французская винодельческая промышленность стремилась выяснить, почему вино иногда стало неприятным, а не бродили в алкоголь. Французский ученый Луи Пастер исследовал эту проблему в 1850 -х годах, и результаты его экспериментов начали долгий путь, чтобы выяснить путь гликолиза. ^{[ 8 ]} Его эксперименты показали, что ферментация возникает в результате действия живых микроорганизмов , дрожжей и того, что потребление глюкозы дрожжей уменьшалось в аэробных условиях ферментации, по сравнению с анаэробными условиями ( эффект Пастера ). ^{[ 9 ]}

Эдуард Бухнер обнаружил бесклеточную ферментацию.

Понимание компонентных стадий гликолиза было предоставлено экспериментами по неклеточным ферментации Эдуарда Бухнера в 1890-х годах. ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} Бухнер продемонстрировал, что превращение глюкозы в этанол было возможным с использованием неживого экстракта дрожжей из-за действия ферментов в экстракте. ^{[ 12 ]}^{: 135–148} Этот эксперимент не только революционизировал биохимию, но и позволил более поздним ученым проанализировать этот путь в более контролируемых лабораторных условиях. В серии экспериментов (1905–1911) ученые Артур Харден и Уильям Янг обнаружили больше фрагментов гликолиза. ^{[ 13 ]} Они обнаружили регуляторное влияние АТФ на потребление глюкозы во время ферментации алкоголя. Они также проливают свет на роль одного соединения в качестве промежуточного гликолиза: фруктоза 1,6-бисфосфат. ^{[ 12 ]}^{: 151–158}

Выяснение фруктозы 1,6-бисфосфата было выполнено путем измерения Уровни CO ₂ , когда дрожжевой сок инкубировали с глюкозой. Производство CO ₂ быстро увеличилось, а затем замедлилось. Харден и Янг отметили, что этот процесс будет перезагружаться, если в смесь будет добавлен неорганический фосфат (PI). Харден и Янг привели к выводу, что этот процесс продуцирует органические фосфатные эфиры, и дальнейшие эксперименты позволили им извлечь фруктозу дифосфат (F-1,6-DP).

Артур Харден и Уильям Янг вместе с Ником Шеппардом во втором эксперименте определили, что чувствительная к тепло молекулярной субклеточной фракции (ферментам) и нежеребессой фракции цитоплазмы с низким уровнем молекулярной массы (ADP, ATP и NAD ⁺ и другие кофакторы ) требуются вместе для того, чтобы ферментация продолжалась. Этот эксперимент начался с наблюдения за то, что диализированный (очищенный) дрожжевой сок не может ферментировать или даже создать фосфат сахара. Эта смесь была спасена с добавлением неализированного дрожжевого экстракта, который был вареный. Кипячение дрожжевого экстракта делает все белки неактивными (как они их денатуруют). Способность кипяченого экстракта плюс диализированный сок для полной ферментации предполагает, что кофакторы были небелковыми по характеру. ^{[ 13 ]}

В 1920 -х годах Отто Мейерхоф смог связать вместе некоторые из многих отдельных фрагментов гликолиза, обнаруженных Бухнером, Харденом и Янгом. Мейерхоф и его команда смогли извлекать различные гликолитические ферменты из мышечной ткани и объединить их с искусственным созданием пути от гликогена до молочной кислоты. ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}

В одной статье Мейерхоф и ученый Ренате Юнович-Коколати исследовали реакцию, которая разбивает фруктозу 1,6-дифосфат в два триозных фосфата. Предыдущая работа предполагала, что раскол произошел через 1,3-дифосфоглицеральдегид плюс окисляющий фермент и козимазы. Мейерхофф и Юнович обнаружили, что равновесная постоянная для реакции изомеразы и альдоза не подвергалась влиянию неорганических фосфатов или любых других козимазных или окисляющих ферментов. Они также удалили дифхосфоглицеральдегид в качестве возможного промежутка в гликолизе. ^{[ 15 ]}

Со всеми этими частями, доступными к 1930-м годам, Густав Эмбден предложил подробный пошаговый контур этого пути, который мы теперь знаем как гликолиз. ^{[ 16 ]} Самые большие трудности при определении тонкостей пути были вызваны очень коротким сроком службы и низкими концентрациями промежуточных зданий в быстрых гликолитических реакциях. К 1940 -м годам Мейерхоф, Эмбден и многие другие биохимики наконец завершили головоломку гликолиза. ^{[ 15 ]} Понимание изолированного пути было расширено в последующие десятилетия, чтобы включить дополнительную информацию о его регуляции и интеграции с другими метаболическими путями.

Последовательность реакций

Краткое изложение реакций

Глюкоза

Гексокиназа

АТП

Администратор

Глюкоза 6-фосфат

Глюкоза-6-фосфат
изомераза

Фруктоза 6-фосфат

Фосфофруктокиназа-1

АТП

Администратор

Фруктоза 1,6-бисфосфат

Фруктоза-бисфосфат
альдолаза

Дигидроксиацетон фосфат

+

Глицеральдегид 3-фосфат

Триозофосфат
изомераза

2 × глицеральдегид 3-фосфат

2 ×

Глицеральдегид-3-фосфат
дегидрогеназа

Они ⁺+ P _i

Nid + h ⁺

Они ⁺+ P _i

Nid + h ⁺

2 × 1,3-бисфосфоглицерат

2 ×

Фосфоглицератная киназа

Администратор

АТП

Администратор

АТП

2 × 3-фосфоглицерат

2 ×

Фосфоглицератная мутаза

2 × 2-фосфоглицерат

2 ×

Фосфопируват
гидратаза ( энолаза )

H ₂ o

2 × фосфоенолпируват

2 ×

Пируваткиназа

Администратор

АТП

2 × пируват

2 ×

Подготовительная фаза

Первые пять этапов гликолиза рассматриваются как подготовительная (или инвестиционная) фаза, поскольку они потребляют энергию для преобразования глюкозы в два трехуглеродных фосфата сахара ^{[ 5 ]} ( G3P ).

D - глюкоза ( GLC )	Гексокиназа глюкокиназа ( HK ) трансфераза		а- D - глюкоза-6-фосфат ( G6P )

	АТП	ЧАС ⁺ + ADP

После того, как глюкоза попадает в клетку, первым этапом является фосфорилирование глюкозы семейством ферментов, называемых гексокиназ с образованием глюкозы 6-фосфата (G6P). Эта реакция потребляет АТФ, но она действует, чтобы поддерживать концентрацию глюкозы внутри клетки, способствуя непрерывному транспортировке глюкозы в крови в клетку через транспортеры плазматической мембраны. Кроме того, фосфорилирование блокирует глюкозу от утечки - в клетках отсутствует транспортеры для G6P, а свободная диффузия из клетки предотвращается из -за заряженной природы G6P. Альтернативно может быть образована глюкоза из фосфоролиза или гидролиза внутриклеточного крахмала или гликогена.

У животных M окрестностях в нормальной в печени также используется изозим гексокиназы, называемый глюкокиназой, который имеет гораздо более низкую аффинность к глюкозе (K _{гликемии} ) и отличается регуляторными свойствами. Различная аффинность субстрата и альтернативная регуляция этого фермента являются отражением роли печени в поддержании уровня сахара в крови.

Кофакторы: мг ²⁺

а- D - глюкоза 6 -фосфат ( G6P )	Фосфоглюкоизомераза ( PGI ) изомераза	β- D - фруктоза 6 -фосфат ( F6p )

Затем G6P перегружают в фруктозу 6-фосфат (F6P) с помощью изомеразы глюкозофосфата . Фруктоза также может войти в гликолитический путь путем фосфорилирования на этой точке.

Изменение структуры - это изомеризация, при которой G6P был преобразован в F6P. Реакция требует, чтобы фермент, фосфоглюкоза изомераза, чтобы продолжить. Эта реакция свободно обратима в нормальных клеточных условиях. Тем не менее, он часто движется вперед из -за низкой концентрации F6P, которая постоянно потребляется на следующем этапе гликолиза. В условиях высокой концентрации F6P эта реакция легко работает в обратном направлении. Это явление можно объяснить с помощью принципа Ле Шальера . Изомеризация к кето -сахару необходима для стабилизации карбаниона на четвертой стадии реакции (ниже).

β- D - фруктоза 6 -фосфат ( F6p )	Фосфофруктокиназа ( PFK-1 ) трансфераза		β- D - фруктоза 1,6 -бисфосфат ( F1,6BP )

	АТП	ЧАС ⁺ + ADP

Расходы на энергию другого АТФ на этом этапе оправданы двумя способами: гликолитический процесс (до этого шага) становится необратимым, а энергия предоставляется дестабилизирует молекулу. Поскольку реакция, катализируемая фосфофруктокиназой 1 (PFK-1), связана с гидролизом АТФ (энергетически благоприятный этап), она, по сути, необратима, и другой путь должен использоваться для выполнения обратного конверсии во время глюконеогенеза . Это делает реакцию ключевой регуляторной точкой (см. Ниже).

Кроме того, второе событие фосфорилирования необходимо, чтобы обеспечить образование двух заряженных групп (а не только одного) на последующей стадии гликолиза, обеспечивая предотвращение свободной диффузии субстратов из клетки.

Та же реакция также может быть катализирована с помощью пирофосфат-зависимой фосфофруктокиназы ( PFP или PPI-PFK ), которая обнаруживается у большинства растений, в некоторых бактериях, археи и протистах, но не у животных. Этот фермент использует пирофосфат (PPI) в качестве донора фосфата вместо АТФ. Это обратимая реакция, повышающая гибкость гликолитического метаболизма. ^{[ 17 ]} Рядкий вариант ферментов PFK, зависящий от ADP, был идентифицирован у архейских видов. ^{[ 18 ]}

Кофакторы: мг ²⁺

β- D - фруктоза 1,6 -бисфосфат ( F1,6BP )	Фруктоза-бисфосфат альдолаза ( Aldo ) Lyase	D - глицеральдегид 3 -фосфат ( GADP )		Дигидроксиацетоновый фосфат ( DHAP )
			+

Дестабилирование молекулы в предыдущей реакции позволяет разделить гексозное кольцо альдолазой на два триозных сахара: дигидроксиацетонфосфат (кетоза) и глицеральдегид 3-фосфат (альдоза). Существуют два класса альдолаз: альдолазы класса I, присутствующие у животных и растений, а также альдолазы класса II, присутствующие в грибах и бактериях; Два класса используют разные механизмы в расщеплении кольца кетозного кольца.

Электроны, делокализованные в углеродной углеродной связи, ассоциируются с алкогольной группой. Полученный Карбанион стабилизируется структурой самого карбаниона посредством распределения резонансных зарядов и присутствием обвиненной ионной протезной группы.

Дигидроксиацетоновый фосфат ( DHAP )	Триозофосфат изомераза ( TPI ) изомераза	D - глицеральдегид 3 -фосфат ( GADP )

Триозофосфат изомераза быстро взаимосвязает дигидроксиацетон фосфат с глицеральдегидом 3-фосфатом ( GADP ), который продолжает дальше в гликолиз. Это выгодно, поскольку он направляет дигидроксиацетон фосфат по тому же пути, что и глицеральдегид 3-фосфат, упрощая регуляцию.

Фаза выплаты

Вторая половина гликолиза известна как фаза выплаты, характеризующуюся чистым усилением богатых энергии молекул АТФ и NADH. ^{[ 5 ]} Поскольку глюкоза приводит к двум триозовым сахарам в подготовительной фазе, каждая реакция в фазе выплаты происходит дважды на молекулу глюкозы. Это дает 2 молекулы NADH и 4 молекула АТФ, что приводит к чистому усилению 2 молекул NADH и 2 молекулам АТФ из гликолитического пути на глюкозу.

Глицеральдегид 3-фосфат ( GADP )	Глицеральдегидфосфатдегидрогеназа ( GAPDH ) оксидоредуктаза		D - 1,3 -бисфосфоглицерат ( 1,3bpg )

	Они ⁺ + P _i	Nid + h ⁺

Альдегидные группы триозных сахаров окисляются , и неорганический фосфат к ним добавляется , образуя 1,3-бисфосфоглицерат .

Водород используется для уменьшения двух молекул NAD ⁺, водород -носитель, чтобы дать NADH + H ⁺ для каждого триоза.

Баланс атома водорода и баланс заряда поддерживаются, потому что группа фосфатов (P _I ) фактически существует в виде аниона фосфата водорода ( HPO 2–4 ) , ^{[ 6 ]} который диссоциирует, чтобы внести дополнительный H ⁺ Ион и дает чистый заряд -3 с обеих сторон.

Здесь арсенат ( [AsO ₄] ³⁻), анион, сродни неорганическому фосфату, может заменить фосфат в качестве субстрата для образования 1-арсено-3-фосфоглицерата. Это, однако, нестабильно и легко гидролизуется с образованием 3-фосфоглицерата , промежуточного звена на следующем этапе пути. Как следствие обхода этой стадии, молекула АТФ, генерируемая из 1-3 бисфосфоглицерата в следующей реакции, не будет сделана, даже если реакция продолжается. В результате арсенат является невозможным гликолиза. ^{[ 19 ]}

1,3-бисфосфоглицерат ( 1,3bpg )	Фосфоглицератная киназа ( PGK ) трансфераза		3-фосфоглицерат ( 3PG )

	ADP + H. ⁺	АТП



	Фосфоглицератная киназа ( PGK )

Этот этап является ферментативным переносом фосфатной группы от 1,3-бисфосфоглицерата до ADP с помощью фосфоглицератной киназы , образуя АТФ и 3-фосфоглицерат . На этом этапе гликолиз достиг точки безубыточности: 2 молекулы АТФ были употреблены, и теперь были синтезированы 2 новые молекулы. Этот шаг, один из двух этапов фосфорилирования на уровне субстрата , требует ADP; Таким образом, когда в ячейке есть много АТФ (и небольшого АДФ), эта реакция не возникает. Поскольку АТФ распадается относительно быстро, когда он не метаболизируется, это важная регуляторная точка в гликолитическом пути.

ADP фактически существует как ADPMG ⁻и ATP как ATPMG ²⁻, сбалансировать заряды на -5 обе стороны.

Кофакторы: мг ²⁺

3-фосфоглицерат ( 3PG )	Фосфоглицератная мутаза ( PGM ) чтобы двигаться	2-фосфоглицерат ( 2pg )

Фосфоглицератная мутаза изомеризует 3-фосфоглицерат в 2-фосфоглицерат .

2-фосфоглицерат ( 2pg )	Enolase ( ENO ) Lyase		Фосфоенолпируват ( PEP )

		H ₂ o



	Enolase ( ENO )

Энолаза затем преобразует 2-фосфоглицерат в фосфоенолпируват . Эта реакция является элиминационной реакцией, включающей механизм E1CB .

Кофакторы: 2 мг ²⁺, один «конформационный» ион для координации с карбоксилатной группой субстрата, и одним «каталитическим» ионом, который участвует в обезвоживании.

Фосфоенолпируват ( PEP )	Пируваткиназа ( PK ) трансфераза		Пируват ( пир )

	ADP + H. ⁺	АТП

Последнее фосфорилирование на уровне субстрата теперь образует молекулу пирувата и молекулу АТФ с помощью ферментной пируваткиназы . Это служит дополнительным регуляторным этапом, аналогичным стадию фосфоглицератной киназы.

Кофакторы: мг ²⁺

Биохимическая логика

Существование более одной точки регулирования указывает на то, что промежуточные соединения между этими точками вводят и покидают путь гликолиза другими процессами. Например, на первом регулируемом этапе гексокиназа превращает глюкозу в глюкозо-6-фосфат. Вместо того, чтобы продолжить путь гликолиза, это промежуточное соединение может быть преобразовано в молекулы хранения глюкозы, такие как гликоген или крахмал . Обратная реакция, разрушение, например, гликоген, продуцирует в основном глюкозо-6-фосфат; Очень мало свободной глюкозы образуется в реакции. Полученный таким образом глюкозо-6-фосфат может войти в гликолиз после первой контрольной точки.

На второй регулируемой стадии (третий этап гликолиза) фосфофруктокиназа преобразует фруктозу-6-фосфат в фруктозу-1,6-бисфосфат, который затем превращается в глицеральдегид-3-фосфат и дигидроксиацетон-фосфат. Дигидроксиацетон фосфат может быть удален из гликолиза путем превращения в глицерол-3-фосфат, который можно использовать для формирования триглицеридов. ^{[ 20 ]} И наоборот, триглицериды могут быть разбиты на жирные кислоты и глицерин; Последний, в свою очередь, может быть преобразован в дигидроксиацетонфосфат, который может входить в гликолиз после второй контрольной точки.

Свободная энергия изменений

Концентрации метаболитов в эритроцитах ^{[ 21 ]}^: 584
Сложный	Концентрация / мм
Глюкоза	5.0
Глюкоза-6-фосфат	0.083
Фруктоза-6-фосфат	0.014
Фруктоза-1,6-бисфосфат	0.031
Дигидроксиацетон фосфат	0.14
Глицеральдегид-3-фосфат	0.019
1,3-бисфосфоглицерат	0.001
2,3-бисфосфоглицерат	4.0
3-фосфоглицерат	0.12
2-фосфоглицерат	0.03
Фосфоенолпируват	0.023
Пируват	0.051
АТП	1.85
Администратор	0.14
P _I.	1.0

Изменение свободной энергии, Δ G , для каждой стадии в пути гликолиза может быть рассчитано с использованием Δ g = Δ g ° ′ + rt ln q , где q является коэффициентом реакции . Это требует знания концентраций метаболитов . Все эти значения доступны для эритроцитов , за исключением концентраций NAD ⁺ и Надх. Соотношение NAD ⁺ Для NADH в цитоплазме составляет приблизительно 1000, что делает более благоприятное окисление глицеральдегида-3-фосфата (стадия 6).

Используя измеренные концентрации каждого шага и стандартные изменения свободной энергии, можно рассчитать фактическое изменение свободной энергии. (Пренебрежение этим очень распространено - дельта G -гидролиза в клетках не является стандартным изменением свободной энергии гидролиза АТФ, цитируемого в учебниках).

Изменение свободной энергии для каждого этапа гликолиза ^{[ 21 ]}^{: 582–583}
Шаг	Реакция	Δ g ° ′ (KJ / Times)		Δ G. (KJ / Times)
1	Глюкоза + АТФ ⁴⁻ → глюкоза-6-фосфат ²⁻ + ADP ³⁻ + H ⁺	−16	.7	−34
2	Глюкоза-6-фосфат ²⁻ → Fructose-6-фосфат ²⁻	1	.67	−2	.9
3	Фруктоза-6-фосфат ²⁻ + АТФ ⁴⁻ → Fructose-1,6-бисфосфат ⁴⁻ + ADP ³⁻ + H ⁺	−14	.2	−19
4	Фруктоза-1,6-бисфосфат ⁴⁻ → Дигидроксиацетон фосфат ²⁻ + Глицеральдегид-3-фосфат ²⁻	23	.9	−0	.23
5	Дигидроксиацетон фосфат ²⁻ → Глицеральдегид-3-фосфат ²⁻	7	.56	2	.4
6	Глицеральдегид-3-фосфат ²⁻ + P _i²⁻ + Они ⁺ → 1,3-бисфосфоглицерат ⁴⁻ + Nay + h ⁺	6	.30	−1	.29
7	1,3-бисфосфоглицерат ⁴⁻ + ADP ³⁻ → 3-фосфоглицерат ³⁻ + АТФ ⁴⁻	−18	.9	0	.09
8	3-фосфоглицерат ³⁻ → 2-фосфоглицерат ³⁻	4	.4	0	.83
9	2-фосфоглицерат ³⁻ → фосфоенолпируват ³⁻ + H ₂ o	1	.8	1	.1
10	Фосфоенолпируват ³⁻ + ADP ³⁻ + H ⁺ → пируват ⁻ + АТФ ⁴⁻	−31	.7	−23	.0

Из -за измерения физиологических концентраций метаболитов в эритроците кажется, что около семи стадий гликолиза находятся в равновесии для этого типа клеток. Три шага - те, которые с большими отрицательными изменениями свободной энергии - не в равновесии и называются необратимыми ; Такие шаги часто подчиняются регулированию.

Шаг 5 на рисунке показан за другими этапами, потому что этот шаг является побочной реакцией, которая может уменьшить или увеличивать концентрацию промежуточного глицеральдегида-3-фосфата. Это соединение преобразуется в дигидроксиацетоновый фосфат ферментом триозофосфат -изомеразы, которая является каталитически совершенным ферментом; Его скорость настолько быстрая, что реакция можно предположить, что будет в равновесии. Тот факт, что Δ g не равна нулю, указывает на то, что фактические концентрации в эритроцитах не точно известны.

Регулирование

Ферменты, которые катализируют гликолиз, регулируются через диапазон биологических механизмов, чтобы контролировать общий поток, хотя путь. Это жизненно важно как для гомеостацитов в статической среде, так и для метаболической адаптации к изменяющейся среде или потребностям. ^{[ 22 ]} Детали регуляции для некоторых ферментов высоко консервативны между видами, тогда как другие сильно различаются. ^{[ 23 ]}^{[ 24 ]}

Экспрессия генов: во -первых, клеточные концентрации гликолитических ферментов модулируются посредством регуляции экспрессии генов посредством транскрипционных факторов , ^{[ 25 ]} с несколькими ферментами гликолиза сами, действующими как регуляторные протеинкиназы в ядре. ^{[ 26 ]}
Аллостерическое ингибирование и активация метаболитами: в частности, ингибирование регулируемых ферментов в конечном итоге метаболитами, такими как АТФ, служит негативной регуляцией обратной связи пути. ^{[ 23 ]}^{[ 27 ]}
Аллостерическое ингибирование и активация с помощью белкового белкового взаимодействия (PPI). ^{[ 28 ]} Действительно, некоторые белки взаимодействуют и регулируют множественные гликолитические ферменты. ^{[ 29 ]}
Посттрансляционная модификация (PTM) . ^{[ 30 ]} В частности, фосфорилирование и дефосфорилирование являются ключевым механизмом регуляции пируваткиназы в печени.
Локализация ^{[ 27 ]}

Регуляция инсулином у животных

У животных регуляция уровня глюкозы в крови поджелудочной железой в сочетании с печенью является жизненно важной частью гомеостаза . Бета -клетки на островках поджелудочной железы чувствительны к концентрации глюкозы в крови. ^{[ 31 ]} Повышение концентрации глюкозы в крови заставляет их высвобождать инсулин в кровь, что оказывает эффект, особенно на печень, а также на жировые и мышечные клетки, что приводит к удалению глюкозы из крови. Когда сахар в крови падает, бета -клетки поджелудочной железы прекращают выработку инсулина, но вместо этого стимулируют соседние альфа -клетки поджелудочной железы для высвобождения глюкагона в кровь. ^{[ 31 ]} Это, в свою очередь, приводит к тому, что печень высвобождает глюкозу в кровь, разбивая сохраненный гликоген и посредством глюконеогенеза. Если падение уровня глюкозы в крови является особенно быстрым или тяжелым, другие датчики глюкозы вызывают высвобождение адреналина из надпочечников в кровь. Это имеет то же действие, что и глюкагон на метаболизм глюкозы, но его эффект более выражен. ^{[ 31 ]} В печени глюкагон и адреналин вызывают фосфорилирование ключевых, регулируемых ферментов гликолиза, синтеза жирных кислот , синтеза холестерина , глюконеогенеза и гликогенолиза. Инсулин оказывает противоположное влияние на эти ферменты. ^{[ 32 ]} Фосфорилирование и дефосфорилирование этих ферментов (в конечном итоге в ответ на уровень глюкозы в крови) является доминирующим образом, с помощью которого эти пути контролируются в печени, жировых и мышечных клетках. Таким образом, фосфорилирование фосфофруктокиназы ингибирует гликолиз, тогда как его дефосфорилирование посредством действия инсулина стимулирует гликолиз. ^{[ 32 ]}

Регулируемые ферменты в гликолизе

Три регуляторных фермента являются гексокиназа (или глюкокиназа в печени), фосфофруктокиназа и пируваткиназа . Поток . через гликолитический путь регулируется в ответ на условия как внутри, так и снаружи ячейки Внутренние факторы, которые регулируют гликолиз, делают это главным образом для обеспечения АТФ в достаточных количествах для потребностей клетки. Внешние факторы действуют в первую очередь на печень , жировую ткань и мышцы , которые могут удалять большие количества глюкозы из крови после приема пищи (таким образом, предотвращая гипергликемию , сохраняя избыточную глюкозу в качестве жира или гликогена, в зависимости от типа ткани). Печень также способна высвобождать глюкозу в кровь между приемами пищи, во время поста и упражнения, таким образом предотвращая гипогликемию посредством гликогенолиза и глюконеогенеза . Эти последние реакции совпадают с остановкой гликолиза в печени.

Кроме того, гексокиназа и глюкокиназа действуют независимо от гормональных эффектов в качестве контроля в точках входа глюкозы в клетки разных тканей. Гексокиназа реагирует на уровень глюкозы-6-фосфата (G6P) в клетке, или, в случае глюкокиназы, на уровень сахара в крови в крови придавать совершенно внутриклеточному контролю гликолитического пути в разных тканях (см. Ниже ). ^{[ 32 ]}

Когда глюкоза была преобразована в G6P гексокиназой или глюкокиназой, ее можно либо преобразовать в глюкозу-1-фосфат (G1P) для превращения в гликоген , либо альтернативно преобразуется гликолизом в пируват, который попадает в митохондрион, где он преобразуется в гликолиз в пируват , который попадает в митохондрион , где он преобразуется в гликолиз в ацетил-КоА , а затем в цитрат . Избыток цитрата экспортируется из митохондриона обратно в цитозоль, где АТФ цитрат лиаза регенерирует ацетил-КоА и оксалоацетат (OAA). Затем ацетил-КоА используется для синтеза жирных кислот и синтеза холестерина , двух важных способов использования избыточной глюкозы, когда ее концентрация высокая в крови. Регулируемые ферменты, катализирующие эти реакции, выполняют эти функции, когда они были дефосфорилированы посредством действия инсулина на клетки печени. Между приемом пищи, во время поста , физических упражнений или гипогликемии, глюкагон и адреналин выпускаются в кровь. Это вызывает преобразование гликогена печени в G6P, а затем превращается в глюкозу с помощью специфичного для печени фермента глюкоза 6-фосфатаза и высвобождается в кровь. Глюкагон и адреналин также стимулируют глюконеогенез, который преобразует негбогидратные субстраты в G6P, который соединяет G6P, полученный из гликогена, или заменяет его, когда хранилище гликогена печени было истощено. Это важно для функции мозга, поскольку мозг использует глюкозу в качестве источника энергии в большинстве условий. ^{[ 33 ]} Одновременно фосфорилирование, особенно фосфофруктокиназы , но также, в определенной степени пируваткиназы, предотвращает гликолиз, возникающий в то же время, что и глюконеогенез и гликогенолиза.

Гексокиназа и глюкокиназа

Все клетки содержат фермент гексокиназу , которая катализирует преобразование глюкозы, которая вошла в клетку в глюкозу-6-фосфат (G6P). Поскольку клеточная мембрана невосприимчива к G6P, гексокиназа по существу действует для транспортировки глюкозы в клетки, из которых она может больше не избежать. Гексокиназа ингибируется высоким уровнем G6P в клетке. Таким образом, скорость проникновения глюкозы в клетки частично зависит от того, как быстро G6P может быть утилизирована гликолизом и синтезом гликогена (в клетках, которые хранят гликоген, а именно печень и мышцы). ^{[ 32 ]}^{[ 34 ]}

Глюкокиназа , в отличие от гексокиназы, не ингибируется G6P. Это происходит в клетках печени и только фосфорилирует глюкозу, попадающую в клетку с образованием G6P, когда глюкоза в крови в изобилии. Это первый шаг в гликолитическом пути в печени, поэтому он придает дополнительный слой контроля гликолитического пути в этом органе. ^{[ 32 ]}

Фосфофруктокиназа

Фосфофруктокиназа является важной контрольной точкой в гликолитическом пути, поскольку она является одним из необратимых этапов и имеет ключевые аллостерические эффекторы, AMP и фруктозу 2,6-бисфосфат (F2,6BP).

F2,6BP является очень мощным активатором фосфофруктокиназы (PFK-1), который синтезируется, когда F6P фосфорилируется второй фосфофруктокиназой ( PFK2 ). В печени, когда сахар в крови низкий, а глюкагон повышает цАМФ, PFK2 фосфорилируется протеинкиназой A. Фосфорилирование инактивирует PFK2, а другой домен на этом белке становится активным, поскольку фруктоза бисфосфатаза-2 , которая преобразует F2,6BP обратно в F6P. Как глюкагон , так и адреналин вызывают высокий уровень лагеря в печени. Результатом более низких уровней F2,6BP печени является снижение активности фосфофруктокиназы и повышение активности фруктозы 1,6-бисфосфатазы , так что глюконеогенез (по сути, «гликолиз в обратном»). Это согласуется с роли печени в таких ситуациях, поскольку реакция печени на эти гормоны заключается в высвобождении глюкозы в кровь.

ATP конкурирует с AMP за аллостерический эффекторный сайт на ферменте PFK. Концентрации АТФ в клетках намного выше, чем у AMP, обычно в 100 раз выше, ^{[ 35 ]} Но концентрация АТФ не изменяется более чем на 10% в физиологических условиях, тогда как падение АТФ на 10% приводит к 6-кратному увеличению усилителя. ^{[ 36 ]} Таким образом, актуальность АТФ как аллостерического эффектора сомнительна. Увеличение AMP является следствием уменьшения энергетического заряда в клетке.

Цитрат ингибирует фосфофруктокиназу при тестировании in vitro , усиливая ингибирующий эффект АТФ. Тем не менее, сомнительно, что это значимый эффект in vivo , потому что цитрат в цитозоле используется главным образом для превращения в ацетил-КоА для синтеза жирных кислот и холестерина .

Тигар , индуцированный р53 фермент, отвечает за регуляцию фосфофруктокиназы и действует для защиты от окислительного стресса. ^{[ 37 ]} Тигар - это единый фермент с двойной функцией, который регулирует F2,6BP. Он может вести себя как фосфатазу (фруктоз-2,6-бисфосфатаза), которая расщепляет фосфат при углероде-2, продуцирующем F6p. Он также может вести себя как киназа (PFK2), добавляя фосфат на углерод-2 F6P, который производит F2,6BP. У людей белок тигара кодируется геном C12ORF5 . Фермент Тигара будет препятствовать прогрессированию прогрессирования гликолиза, создавая наращивание фруктозо-6-фосфата (F6P), который изомерируется в глюкозо-6-фосфат (G6P). Накопление G6P будет шунтировать углероды в пентозофосфатный путь. ^{[ 38 ]}^{[ 39 ]}

Пируваткиназа

Последняя стадия гликолиза катализируется пируваткиназой с образованием пирувата и другого АТФ. Он регулируется различными механизмами транскрипционной, ковалентной и нековалентной регуляции, которые могут широко варьироваться в разных тканях. ^{[ 40 ]}^{[ 41 ]}^{[ 42 ]} Например, в печени пируваткиназа регулируется на основе наличия глюкозы. Во время натощак (отсутствие глюкозы) глюкагон активирует протеинкиназу А , которая фосфорилирует пируваткиназу, чтобы ингибировать ее. ^{[ 43 ]} Увеличение уровня сахара в крови приводит к секреции инсулина , который активирует белокфосфатазу 1 , что приводит к дефосфорилированию и повторной активации пируваткиназы. ^{[ 43 ]} Эти контроли предотвращают активность пируваткиназы в то же время, что и ферменты, которые катализируют обратную реакцию ( пируват -карбоксилаза и фосфоенолпируватная карбоксиназа ), предотвращая бесполезный цикл . ^{[ 43 ]} И наоборот, на изоформу пируваткиназуина, обнаруженная в мышцах, не влияет протеинкиназа А (которая активируется адреналином в этой ткани), так что гликолиз остается активным в мышцах даже во время поста. ^{[ 43 ]}

Процессы после гликолиза

Общий процесс гликолиза:

Глюкоза + 2 над ⁺ + 2 ADP + 2 P _I → 2 Pyruvate + 2 NADH + 2 H ⁺ + 2 ATP + 2 H ₂ O

Если гликолиз будет продолжаться бесконечно, все НАД ⁺ будет использован, и гликолиз остановится. Чтобы позволить гликолизу продолжаться, организмы должны быть в состоянии окислять NADH обратно в NAD ⁺Полем То, как это выполняется, зависит от того, какой внешний акцептор электронов доступен.

Аноксическая регенерация NAD ⁺

Один из методов этого - просто заставить пируват сделать окисление; В этом процессе пируват превращается в лактат ( конъюгатное основание молочной кислоты) в процессе, называемом ферментацией молочной кислоты :

Пируват + nadh + h ⁺ → Lactate + NAD ⁺

Этот процесс происходит в бактериях , участвующих в производстве йогурта (молочная кислота вызывает сгибание молока). Этот процесс также встречается у животных в гипоксических (или частично анаэробных) условиях, например, в перегруженных мышцах, которые голодают из кислорода. Во многих тканях это клеточный последний курорт для энергии; Большая часть ткани животных не может переносить анаэробные условия в течение длительного периода времени.

Некоторые организмы, такие как дрожжи, обращают NADH обратно в NAD ⁺ в процессе, называемом ферментацией этанола . В этом процессе пируват превращается сначала в ацетальдегид и углекислый газ, а затем в этанол.

Ферментация молочной кислоты и ферментация этанола могут происходить в отсутствие кислорода. Эта анаэробная ферментация позволяет многим одноклеточным организмам использовать гликолиз в качестве единственного источника энергии.

Аноксическая регенерация NAD ⁺ является лишь эффективным средством производства энергии во время коротких, интенсивных упражнений у позвоночных, в течение периода от 10 секунд до 2 минут во время максимальных усилий у людей. (При более низкой интенсивности упражнений он может поддерживать мышечную активность у ныряющих животных , таких как печати, киты и другие водные позвоночные, в течение гораздо более длительных периодов времени.) В этих условиях NAD ⁺ пополняется NADH, пожертвовав свои электроны на пируват для образования лактата. Это производит 2 молекулы АТФ на молекулу глюкозы, или около 5% энергетического потенциала глюкозы (38 молекул АТФ в бактериях). Но скорость, с которой АТФ производится таким образом, примерно в 100 раз больше, чем у окислительного фосфорилирования. PH в цитоплазме быстро падает, когда ионы водорода накапливаются в мышцах, в конечном итоге ингибируя ферменты, участвующие в гликолизе.

Ощущение сжигания в мышцах во время жестких упражнений можно объяснить высвобождением ионов водорода во время перехода к ферментации глюкозы от окисления глюкозы до диоксида углерода и воды, когда аэробный метаболизм больше не может идти в ногу с потребностями в энергии мышц. Эти ионы водорода образуют часть молочной кислоты. Тело возвращается на этот менее эффективный, но более быстрый метод получения АТФ в условиях низкого кислорода. Считается, что это было основным средством производства энергии в более ранних организмах до того, как кислород достиг высокой концентрации в атмосфере в период с 2000 по 2500 миллионов лет назад, и, таким образом, будет представлять собой более древнюю форму производства энергии, чем аэробное пополнение NAD ⁺ в клетках.

Печень у млекопитающих избавляется от этого избыточного лактата, превращая его обратно в пируват в аэробных условиях; Смотрите цикл Кори .

Ферментация пирувата в лактат иногда также называется «анаэробным гликолизом», однако гликолиз заканчивается продукцией пирувата независимо от присутствия или отсутствия кислорода.

В приведенных выше двух примерах ферментации NADH окисляется путем переноса двух электронов в пируват. Тем не менее, анаэробные бактерии используют широкий спектр соединений в качестве терминальных акцепторов электронов в клеточном дыхании : азотистые соединения, такие как нитраты и нитриты; соединения серы, такие как сульфаты, сульфиты, диоксид серы и элементарная сера; углекислый газ; железные соединения; Марганец соединения; кобальтовые соединения; и урановые соединения.

Аэробная регенерация NAD ⁺ и дальнейший катаболизм пирувата

У аэробных эукариот был разработан сложный механизм для использования кислорода в воздухе в качестве конечного акцептора электронов, в процессе, называемом окислительным фосфорилированием . Аэробические прокариоты , в которых отсутствуют митохондрии, используют различные более простые механизмы .

Во -первых, NADH + H ⁺ сгенерированный гликолизом, должен быть передан в митохондрион, который окисляется и, следовательно, для регенерации NAD ⁺ необходимо для продолжения гликолиза. Однако внутренняя митохондриальная мембрана непроницаемой для NADH и NAD ⁺. ^{[ 44 ]} Поэтому использование из двух «шаттлов» для перевозки электронов из NADH через митохондриальную мембрану. Это шаттл малат-аспартата и трансфосфат глицерина . В первых электронах из NADH переносятся в цитозольный оксалоацетат, образуя малат . Малат затем пересекает внутреннюю митохондриальную мембрану в митохондриальную матрицу, где она повторно окисляется NAD ⁺ формирование внутримитохондриального оксалоацетата и NADH. Затем оксалоацетат переосмысливается в цитозоль посредством его превращения в аспартат, который легко транспортируется из митохондриона. В глицериновом фосфатном челноке электроны из цитозольного NADH переносятся в дигидроксиацетон с образованием глицерина-3-фосфата , который легко пересекает внешнюю митохондриальную мембрану. Глицерил-3-фосфат затем повторно окисляется на дигидроксиацетон, пожертвовав свои электроны на увлечение вместо NAD ⁺. ^{[ 44 ]} Эта реакция происходит на внутренней митохондриальной мембране, что позволяет FADH ₂ пожертвовать свои электроны непосредственно на коэнзимент Q ( убихинон ), который является частью транспортной цепи электронов , который в конечном итоге передает электроны в молекулярный кислород O ₂ , с образованием воды и высвобождением энергии, в конечном итоге захваченной в виде АТФ .
Гликолитический конечный продукт, пируват (плюс NAD ⁺) преобразуется в ацетил-КоА , CO ₂ и NADH + H ⁺ внутри митохондрий в процессе, называемом пируват -декарбоксилированием .
Полученный ацетил-КоА входит в цикл лимонной кислоты (или цикл Krebs), где ацетильная группа ацетил-КоА превращается в диоксид углерода двумя реакциями декарбоксилирования с образованием еще более внутри митохондриального NADH + H ⁺.
Внутримитохондриальный NADH + H ⁺ окисляется до НАД ⁺ с помощью электронного транспортного цепи , используя кислород в качестве конечного акцептора электронов для образования воды. Энергия, выделяемая во время этого процесса, используется для создания градиента ионов водорода (или протона) через внутреннюю мембрану митохондриона .
Наконец, градиент протона используется для производства около 2,5 АТФ для каждого NADH + H ⁺ окисляется в процессе, называемом окислительным фосфорилированием . ^{[ 44 ]}

Превращение углеводов в жирные кислоты и холестерин

Пируват, продуцируемый гликолизом, является важным посредником при превращении углеводов в жирные кислоты и холестерин . ^{[ 45 ]} Это происходит посредством превращения пирувата в ацетил-КоА в митохондрионе . Тем не менее, этот ацетиловый COA должен транспортироваться в цитозоль, где происходит синтез жирных кислот и холестерина. Это не может произойти напрямую. Для получения цитозольного ацетил-КоА цитрат (продуцируемый конденсацией ацетил-КоА с оксалоацетатом ) удаляется из цикла лимонной кислоты и переносится через внутреннюю митохондриальную мембрану в цитозоль . ^{[ 45 ]} Там он расщепчен цитратом АТФ в ацетил-КоА и оксалоацетат. Оксалоацетат возвращается в митохондрион как малат (а затем возвращается в оксалоацетат, чтобы перенести больше ацетил-КоА из митохондриона). Цитозольная ацетил-КоА может быть карбоксилирован ацетил-КоА-карбоксилазой в малонил-COA , первую совершенную стадию в синтезе жирных кислот , или его можно объединить с ацетоацетил-КоА с образованием 3-гидрокси-3-метилтарил-COA ( HMG -Coa ), который является уровнем ограничения скорости, контролирующей синтез холестерина . ^{[ 46 ]} Холестерин можно использовать как есть, как структурный компонент клеточных мембран, или его можно использовать для синтеза стероидных гормонов , солей желчи и витамина D. ^{[ 34 ]}^{[ 45 ]}^{[ 46 ]}

Превращение пирувата в оксалоацетат для цикла лимонной кислоты

продуцируемые гликолиза Молекулы , пирувата CO ₂ , ацетил-КоА и Надх, ^{[ 34 ]} Или они могут быть карбоксилированы ( пируватной карбоксилазой ) для образования оксалоацетата . Эта последняя реакция «заполняет» количество оксалоацетата в цикле лимонной кислоты и, следовательно, является анаплеротической реакцией (от греческого значения, чтобы «заполнить»), увеличивая способность цикла метаболизировать ацетил-КоА, когда потребности ткани в энергии (энергия ткани (потребности в энергии ткани (в энергии (энергия ткани (энергия (энергия Например, в сердце и скелетных мышцах ) внезапно увеличивается активностью. ^{[ 47 ]} В цикле лимонной кислоты все промежуточные соединения (например, цитрат, ISO-цитрат, альфа-кетоглутарат, сукцинат, фумарат, малат и оксалоацетат) регенерируются во время каждого поворота цикла. Следовательно, добавление большего количества из этих промежуточных соединений в митохондрион означает, что это дополнительное количество сохраняется в цикле, увеличивая все другие промежуточные соединения, поскольку один преобразуется в другое. Следовательно, добавление оксалоацетата значительно увеличивает количества всех промежуточных соединений лимонной кислоты, тем самым увеличивая способность цикла метаболизировать ацетиловой COA, превращая его компонент ацетата в CO ₂ и вода, с высвобождением достаточного количества энергии для образования 11 молекулы ATP и 1 GTP для каждой дополнительной молекулы ацетиловой COA, которая объединяется с оксалоацетатом в цикле. ^{[ 47 ]}

Чтобы катаплеро, удалить оксалоацетат из лимонного цикла, малат может транспортироваться из митохондриона в цитоплазму, уменьшая количество оксалоацетата, которое может быть восстановлено. ^{[ 47 ]} Кроме того, промежуточные соединения лимонной кислоты постоянно используются для формирования различных веществ, таких как пурины, пиримидины и порфирины . ^{[ 47 ]}

Промежуточные продукты для других путей

Эта статья концентрируется на катаболической роли гликолиза в отношении преобразования потенциальной химической энергии в полезную химическую энергию во время окисления глюкозы в пируват. Многие из метаболитов в гликолитическом пути также используются анаболическими путями, и, как следствие, поток через путь имеет решающее значение для поддержания подачи углеродных скелетов для биосинтеза. ^{[ 48 ]}

Все следующие метаболические пути сильно зависят от гликолиза как источника метаболитов: и еще много.

Пентозофосфатный путь , который начинается с дегидрирования глюкозы-6-фосфата , первого промежуточного соединения, которое продуцируется гликолизом, продуцирует различные пентозные сахара и NADPH для синтеза жирных кислот и холестерина .
Синтез гликогена также начинается с глюкозы-6-фосфата в начале гликолитического пути.
Глицерин для образования триглицеридов и фосфолипидов вырабатывается из гликолитического промежуточного глицеральдегида-3-фосфата .
Различные пост-гликолитические пути:

Синтез жирных кислот
Синтез холестерина
Цикл лимонной кислоты , который, в свою очередь, приводит к:

Хотя глюконеогенез и гликолиз имеют много промежуточных соединений, один не является функциональной ветвью или притоком другого. Есть два регуляторных шага в обоих путях, которые, когда они активны в одном пути, автоматически неактивны в другом. Следовательно, два процесса не могут быть одновременно активными. ^{[ 49 ]} Действительно, если бы оба набора реакций были очень активными в то же время, чистым результатом был бы гидролиз четырех высоких энергетических фосфатных связей (два АТФ и два GTP) на цикл реакции. ^{[ 49 ]}

Они ⁺ является окислительным агентом в гликолизе, как это происходит в большинстве других энергии, дающих метаболические реакции (например, бета-окисление жирных кислот и во время цикла лимонной кислоты ). Производимый таким образом, в основном используется для в конечном итоге переноса электронов в O ₂ для производства воды, или, когда O ₂ недоступен для производства таких соединений, как лактат или этанол (см. Аноксическую регенерацию NAD ⁺ выше). NADH редко используется для синтетических процессов, заметным исключением является глюконеогенез. Во время жирных кислот и синтеза холестерина восстановительным агентом является NADPH . Эта разница иллюстрирует общий принцип, что NADPH потребляется во время биосинтетических реакций, тогда как NADH генерируется в реакциях, получающих энергию. ^{[ 49 ]} Источник NADPH в два раза. Когда малат окислительно декарбоксилируется «NADP ⁺-вязнутый злой фермент " пируват , CO ₂ и NADPH образуются. NADPH также образуется путем пентозофосфата , который превращает глюкозу в рибозу, которая может использоваться при синтезе нуклеотидов и нуклеиновых кислот , или его можно катаболизировать с пируватом. ^{[ 49 ]}

Гликолиз при заболевании

Диабет

Клеточное поглощение глюкозы происходит в ответ на сигналы инсулина, а впоследствии глюкоза разбивается с помощью гликолиза, снижая уровень сахара в крови. Тем не менее, резистентность к инсулину или низкие уровни инсулина, наблюдаемые при диабете, приводят к гипергликемии, где уровни глюкозы при повышении крови и глюкозы не поднимаются клетками. Гепатоциты дополнительно способствуют этой гипергликемии посредством глюконеогенеза . Гликолиз в гепатоцитах контролирует выработку глюкозы в печени, и когда глюкоза перепроизводится печенью, не имея средств разбивки организма, гипергликемия. ^{[ 50 ]}

Генетические заболевания

Гликолитические мутации, как правило, редки из -за важности метаболического пути; Большинство происходящих мутаций приводят к неспособности к дыханию клетки и, следовательно, вызывает гибель клетки на ранней стадии. Тем не менее, некоторые мутации ( заболевания гликогена и другие врожденные ошибки углевода ) наблюдаются с одним заметным примером, в котором представлен дефицит пируваткиназы , что приводит к хронической гемолитической анемии. ^{[ Цитация необходима ]}

В комбинированной малонической и метилмалонической ациурии (CMAMMA) из -за дефицита ACSF3 гликолиз снижается на -50%, что вызвано снижением липоилирования митохондриальных ферментов, таких как комплекс пируватдегидрогеназы и комплекс -комплекс дегидрогеназной дегидрагеназы . ^{[ 51 ]}

Рак

Злокачественные опухолевые клетки выполняют гликолиз со скоростью, которая в десять раз быстрее, чем их нераковые тканевые аналоги. ^{[ 52 ]} Во время их генезиса ограниченная капиллярная поддержка часто приводит к гипоксии (снижение снабжения O2) в опухолевых клетках. Таким образом, эти клетки полагаются на анаэробные метаболические процессы, такие как гликолиз для АТФ (аденозин трихосфат). Некоторые опухолевые клетки сверхэкспрессируют специфические гликолитические ферменты, которые приводят к более высокой скорости гликолиза. ^{[ 53 ]} Часто эти ферменты являются изоферментами, традиционных гликолизовых ферментов, которые различаются по их восприимчивости к традиционному ингибированию обратной связи. Увеличение гликолитической активности в конечном итоге противодействует влиянию гипоксии за счет генерирования достаточного АТФ из этого анаэробного пути. ^{[ 54 ]} Это явление было впервые описано в 1930 году Отто Варбургом и называется эффектом Варбурга . Гипотеза Варбурга утверждает, что рак в первую очередь вызван дисфункциональностью в метаболизме митохондрий, а не из -за неконтролируемого роста клеток. Ряд теорий был продвинут, чтобы объяснить эффект Варбурга. Одна из таких теории предполагает, что повышенный гликолиз является нормальным защитным процессом организма и что злокачественные изменения могут быть в первую очередь вызваны энергетическим метаболизмом. ^{[ 55 ]}

Этот высокий уровень гликолиза имеет важные медицинские применения, так как высокий аэробный гликолиз злокачественными опухолями используется клинически для диагностики и мониторинга реакций на лечение рака путем визуализации поглощения 2- ¹⁸F-2-дезоксиглюкоза (FDG) ( радиоактивный гексокиназы модифицированный субстрат ) с позитронной эмиссионной томографией (PET). ^{[ 56 ]}^{[ 57 ]}

Существуют продолжающиеся исследования, влияющие на метаболизм митохондрий и лечение рака за счет снижения гликолиза и, таким образом, голодают раковые клетки различными новыми способами, включая кетогенную диету . ^{[ 58 ]}^{[ 59 ]}^{[ 60 ]}

Интерактивная карта пути

На диаграмме ниже показаны названия белков человека. Названия в других организмах могут быть разными, и количество изозимов (таких как HK1, HK2, ...), вероятно, также будет другим.

Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы связать соответствующие статьи. ^{[ § 1 ]}

[[Файл:

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

| alt = гликолиз и глюконеогенез редактировать ]]

Гликолиз и глюконеогенез редактировать

^ Интерактивная карта пути может быть отредактирована в Wikipathways: "Glycolisisgluconeogenesis_WP534" .

Альтернативная номенклатура

Некоторые из метаболитов в гликолизе имеют альтернативные названия и номенклатуру. Частично это связано с тем, что некоторые из них являются общими для других путей, таких как цикл Кальвина .

	Эта статья		Альтернатива
1	Глюкоза	GLC	Декстроза
2	Глюкоза-6-фосфат	G6p
3	Фруктоза-6-фосфат	F6p
4	Фруктоза-1,6-бисфосфат	F1,6BP	Фруктоза 1,6-дифосфат	FBP; FDP; F1,6DP
5	Дигидроксиацетон фосфат	DHAP	Глицерон фосфат
6	Глицеральдегид-3-фосфат	Кадр	3-фосфоглицеральдегид	Pgal; G3P; Galp; Зазор; Тк
7	1,3-бисфосфоглицерат	1,3bpg	Глицерат-1,3-бисфосфат, глицерат-1,3-дифосфат, 1,3-дифосфоглицерат	PGAP; BPG; DPG
8	3-фосфоглицерат	3 пг	Глицерат-3-фосфат	Из -за; ГП
9	2-фосфоглицерат	2pg	Глицерат-2-фосфат
10	Фосфоенолпируват	Бодрствование
11	Пируват	Пир	Конъюгатное основание пировиновой кислоты

Структура компонентов гликолиза в проекциях Fischer и полигональной модели

Промежуточные соединения гликолиза, изображенные в проекциях Фишере, показывают химическое изменение шаг за шагом. Такое изображение можно сравнить с полигональным представлением модели. ^{[ 61 ]}

Гликолиз - Структура анаэробных компонентов гликолиза показала, что с использованием проекций фишере, левой и многоугольной модели справа. Соединения соответствуют глюкозе (Glu), глюкозе 6-фосфат (G6p), фруктозе 6-фосфат (F6p), фруктозе 1,6-бисфосфат (F16BP), дигидроксиацетона фосфата (DHAP), глицералдегид 3-фосфат (Ga3p), 1, 1-фосфат (Ga3p), 1-фосфат (Ga3p), Glyceraldehde 3-Phosphas , 3-бисфосфоглицерат (13bpg), 3-фосфоглицерат (3pg), 2-фосфоглицерат (2pg), фосфоенолпируват (PEP), пируват (PIR) и лактат (LAC). Ферменты, которые участвуют в этом пути, обозначены подчеркнутыми числами и соответствуют гексокиназе ( 1 ), глюкозо-6-фосфат-изомеразе ( 2 ), фруктозой-бисфосфат альдолаза (4), тризофосфат изомереза (5, фруктоза-бисфосфат (4), тризофосфат (5), изомереза триозофосфата (5), тризофосфат (5) (5), тризофосфат ( ), фосфофруктокиназе-1 ( 3 5), изомереза (5), тризофосфат (5) (5) , фруктоза-бисфосфатная альдолаза ( 4 ), тризофосфат (5) ( 5 ), фруктоза-бисфосфат (4) ), глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа ( 5 ), фосфоглицерат киназа ( 7 ), фосфоглицерата-мутаза ( 8 ), фосфопируватратаза (энолаза) ( 9 ), пируваткиназа ( 10 ) и лактатдегидрогеназа ( 11 ). Участники коэнзимы (NAD ⁺, Nah + h ⁺, АТФ и АДП), неорганический фосфат, H ₂ O и CO ₂ были опущены в этих представлениях. Реакции фосфорилирования из АТФ, а также реакции фосфорилирования ADP на более поздних этапах гликолиза показаны как ~ P соответственно въезд или выход по пути. Реакции волов с использованием NAD ⁺ или NADH наблюдаются как гидрогины «2H», выходящие или въезжают на путь.

Смотрите также

Ссылки

^ Alfarouk KO, Verduzco D, Rauch C, Muddathir AK, Adil HH, Elhassan GO, et al. (18 декабря 2014 г.). рост рака и распространение «Гликолиз, метаболизм опухоли , Онкосса . 1 (12): 777–802. doi : 10.18632/oncoscience.109 . PMC 4303887 . PMID 25621294 .
^ Романо А.Х., Конвей Т. (1996). «Эволюция углеводов метаболических путей» . Исследования в области микробиологии . 147 (6–7): 448–455. doi : 10.1016/0923-2508 (96) 83998-2 . PMID 9084754 .
^ Келлер М.А., Турчин А.В., Ралсер М (апрель 2014 г.). «Неунциатический гликолиз и пентозофосфатный путь, похожие на пути, в правдоподобном архском океане» . Биология молекулярных систем . 10 (4): 725. doi : 10.1002/msb.20145228 . PMC 4023395 . PMID 24771084 .
^ Kim BH, Gadd Gm . (2011) Бактериальная физиология и метаболизм, 3 -е издание.
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Мехта S (20 сентября 2011 г.). «Гликолиз - анимация и заметки» . Pharmaxchange . Архивировано с оригинала 25 марта 2012 года . Получено 22 сентября 2011 года .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Лейн А.Н., Фан Т.В., Хигаши Р.М. (2009). «Метаболический ацидоз и важность сбалансированных уравнений». Метаболомика . 5 (2): 163–165. doi : 10.1007/s11306-008-0142-2 . S2CID 35500999 .
^ Барнетт Дж.А. (апрель 2003 г.). «История исследований в дрожжах 5: Путь ферментации» . Дрожжи . 20 (6): 509–543. doi : 10.1002/да.986 . PMID 12722184 . S2CID 26805351 .
^ «Луи Пастер и алкогольная ферментация» . www.pasteurbrewing.com . Архивировано из оригинала 2011-01-13 . Получено 2016-02-23 .
^ Alba-Lois L, Segal-Kischinevzky C (январь 2010). «Ферментация дрожжей и изготовление пива и вина» . Природное образование . 3 (9): 17.
^ Колер Р. (1971-03-01). «Фон для открытия Эдуарда Бухнера бесклеточной ферментации». Журнал истории биологии . 4 (1): 35–61. doi : 10.1007/bf00356976 . PMID 11609437 . S2CID 46573308 .
^ «Эдуард Бухнер - биографический» . www.nobelprize.org . Получено 2016-02-23 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Корниш-Боуден А, изд. (1997). «Харден и Янг открытие фруктозы 1,6-бисфосфата». Новое пиво в старой бутылке: Эдуард Бухнер и рост биохимических знаний . Валенсия, Испания: публикация де ла
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Palmer G. «Глава 3: История гликолиза: пример линейного метаболического пути». BIOS 302 (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 18 ноября 2017 года.
^ «Отто Мейерхоф - биографический» . www.nobelprize.org . Получено 2016-02-23 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Kresge N, Simoni Rd, Hill RL (январь 2005 г.). «Отто Фриц Мейерхоф и выяснение гликолитического пути» . Журнал биологической химии . 280 (4): E3. doi : 10.1016/s0021-9258 (20) 76366-0 . PMID 15665335 .
^ «Эмбден, Густав - Словажное определение Эмбден, Густав | encyclopedia.com: бесплатный онлайн -словарь» . www.encyclopedia.com . Получено 2016-02-23 .
^ Ривз Р.Е., Южный DJ, Блайт Х.Дж., Уоррен Л.Г. (декабрь 1974 г.). «Пирофосфат: D-фруктоза 6-фосфат 1-фосфотрансфераза. Новый фермент с гликолитической функцией 6-фосфофруктокиназы» . Журнал биологической химии . 249 (24): 7737–7741. doi : 10.1016/s0021-9258 (19) 42029-2 . PMID 4372217 .
^ Селиг М., Ксавье К.Б., Сантос Х., Шонхейт П (апрель 1997). «Сравнительный анализ гликолитических путей Embden-Meyerhof и Entner-Doudoroff в гипертермофильной археи и бактерии термотоги». Архив микробиологии . 167 (4): 217–232. Bibcode : 1997Armic.167..217s . doi : 10.1007/bf03356097 . PMID 9075622 . S2CID 19489719 .
^ Garrett RH, Grisham CM (2012). Биохимия (5 -е изд.). Cengage Learning. ISBN 978-1-133-10629-6 .
^ Berg JM, JL Tureer, Strier L (2007). Биохимики (6 -е изд.). Нью -Йорк: Фримен. п. 622. ISBN 978-0-7167-8724-2 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Гарретт Р., Гришам К.М. (2005). Биохимия (3 -е изд.). Белмонт, Калифорния: Томсон Брукс/Коул. п. 584. ISBN 978-0-534-49033-1 .
^ Shimizu K, Matsuoka Y (март 2019 г.). «Регуляция гликолитического потока и метаболизма переполнения в зависимости от источника генерации энергии для потребности в энергии». Биотехнологические достижения . 37 (2): 284–305. doi : 10.1016/j.biotechadv.2018.12.007 . PMID 30576718 . S2CID 58591361 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Chubukov V, Gerosa L, Kochanowski K, Sauer U (май 2014). «Координация микробного метаболизма». Природные обзоры. Микробиология . 12 (5): 327–340. doi : 10.1038/nrmicro3238 . PMID 24658329 . S2CID 28413431 .
^ Hochachka PW (1999). «Межвидовые исследования гликолитической функции». В Roach RC, Wagner PD, Hackett PH (Eds.). Гипоксия . Достижения в области экспериментальной медицины и биологии. Тол. 474. Бостон, Массачусетс: Springer US. С. 219–229. doi : 10.1007/978-1-4615-4711-2_18 . ISBN 978-1-4613-7134-2 Полем PMID 10635004 .
^ Lemaigre FP, Rousseau GG (октябрь 1994 г.). «Транскрипционная контроль генов, которые регулируют гликолиз и глюконеогенез в печени взрослых» . Биохимический журнал . 303 (1): 1–14. doi : 10.1042/bj3030001 . PMC 1137548 . PMID 7945228 .
^ Bian X, Jiang H, Meng Y, Li YP, Fang J, Lu Z (март 2022 г.). «Регуляция экспрессии генов гликолитическими и глюконеогенными ферментами». Тенденции в клеточной биологии . 32 (9): 786–799. doi : 10.1016/j.tcb.2022.02.003 . PMID 35300892 . S2CID 247459973 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Gerosa L, Sauer U (август 2011 г.). «Регуляция и контроль метаболических потоков в микробах». Текущее мнение о биотехнологии . 22 (4): 566–575. doi : 10.1016/j.copbio.2011.04.016 . PMID 21600757 .
^ Chowdhury S, Hepper S, Lodi Mk, Saier MH, Uetz P (апрель 2021 г.). «Белковое взаимодействие гликолиза в Escherichia coli » . Протеомы . 9 (2): 16. doi : 10.3390/proteomes9020016 . PMC 8167557 . PMID 33917325 .
^ Родионова И.А., Чжан З., Мехла Дж., Гуджер Н., Бабу М., Эмили А. и др. (Август 2017). «Фосфокарриер белок HPR бактериальной фосфотрансферазы в глобальном уровне регулирует энергетический обмен путем непосредственного взаимодействия с множественными ферментами в Escherichia coli » . Журнал биологической химии . 292 (34): 14250–14257. doi : 10.1074/jbc.m117.795294 . PMC 5572926 . PMID 28634232 .
^ Pisithkul T, Patel NM, Amador-Noguez D (апрель 2015 г.). «Посттрансляционные модификации как ключевые регуляторы бактериальных метаболических потоков». Текущее мнение о микробиологии . 24 : 29–37. doi : 10.1016/j.mib.2014.12.006 . PMID 25597444 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Koeslag JH, Saunders PT, Terblanche E (июнь 2003 г.). «Переоценка гомеостата глюкозы в крови, которая всесторонне объясняет комплекс сахарного диабета 2 типа» . Журнал физиологии . 549 (Pt 2) (опубликовано 2003): 333–346. doi : 10.1113/jphysiol.2002.037895 . PMC 2342944 . PMID 12717005 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Страйер Л. (1995). «Гликолиз». Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 483–508. ISBN 0-7167-2009-4 .
^ Страйер Л. (1995). Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. п. 773. ISBN 0-7167-2009-4 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Voet D, Voet JG, Pratt CW (2006). Основы биохимии (2 -е изд.). John Wiley and Sons, Inc. с. 547, 556 . ISBN 978-0-471-21495-3 .
^ Beis I, Newsholme EA (октябрь 1975 г.). «Содержание адениновых нуклеотидов, фосфагенов и некоторых гликолитических промежуточных соединений в покоящихся мышцах от позвоночных и беспозвоночных» . Биохимический журнал . 152 (1): 23–32. doi : 10.1042/bj1520023 . PMC 1172435 . PMID 1212224 .
^ Voet D, Voet JG (2004). Биохимия (3 -е изд.). Нью -Йорк: John Wiley & Sons, Inc.
^ Lackie J (2010). Тигар . Оксфордская ссылка онлайн: издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-954935-1 .
^ Блаженные К., Цуус А., Силак М.А., Видал М.Н., Голая К., Барронс Р. и др. (Июль 2006 г.). «Тигар, индуцируемый p53 регулятор гликолиза и апоптоза » Ячейка 126 (1): 107–1 Doi : 10.1016/ j.cell.2006.05.0 PMID 1683988 15006256S2CID
^ «Тигар TP53 индуцировал регуляторную фосфатазу гликолиза [Homo sapiens (человек)] - ген - NCBI» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 2018-05-17 .
^ Carbonell J, Felíu Je, Marco R, Sols A (август 1973 г.). «Пируваткиназа. Классы регуляторных изоферментов в тканях млекопитающих». Европейский журнал биохимии . 37 (1): 148–156. doi : 10.1111/j.1432-1033.1973.tb02969.x . HDL : 10261/78345 . PMID 4729424 .
^ Валентини Г., Чиарелли Л., Фортин Р., Сперанса М.Л., Галицци А., Маттеви А (июнь 2000 г.). «Аллостерская регуляция пируваткиназы» . Журнал биологической химии . 275 (24): 18145–18152. doi : 10.1074/jbc.m001870200 . PMID 10751408 .
^ Израэльсен WJ, Вандер Хейден М.Г. (июль 2015 г.). «Пируваткиназа: функция, регуляция и роль в раке» . Семинары в биологии клеток и развития . 43 : 43–51. doi : 10.1016/j.semcdb.2015.08.004 . PMC 4662905 . PMID 26277545 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Engström L (1978). «Регуляция пируват-киназы печени путем фосфорилирования-дефосфорилирование». Текущие темы в клеточной регуляции . 13 Elsevier: 28–51. doi : 10.1016/b978-0-12-152813-3.50006-9 . ISBN 978-0-12-152813-3 К. PMID 208818 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Страйер Л. (1995). «Окислительное фосфорилирование». Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 537–549. ISBN 0-7167-2009-4 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Страйер Л. (1995). «Метаболизм жирных кислот». Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 603–628. ISBN 0-7167-2009-4 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Страйер Л. (1995). «Биосинтез мембранных липидов и стероидов». Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 691–707. ISBN 0-7167-2009-4 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Страйер Л. (1995). «Цикл лимонной кислоты». Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 509–527, 569–579, 614–616, 638–641, 732–735, 739–748, 770–773. ISBN 0-7167-2009-4 .
^ Судья А, Додд М.С. (2020-10-08). «Метаболизм» . Эссе в биохимии . 64 (4): 607–647. doi : 10.1042/ebc20190041 . ISSN 0071-1365 . PMC 7545035 . PMID 32830223 .
^ Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Страйер Л. (1995). Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 559–565, 574–576, 614–623. ISBN 0-7167-2009-4 .
^ Guo X, Li H, Xu H, Woo S, Dong H, Lu F, et al. (2012-08-01). «Гликолиз в контроле гомеостаза глюкозы в крови» . Acta Pharmaceutica Sinica b . 2 (4): 358–367. doi : 10.1016/j.apsb.2012.06.002 . ISSN 2211-3835 .
^ Wehbe Z, Behringer S, Alatibi K, Watkins D, Rosenblatt D, Spiekerkoetter U, et al. (2019-11-01). «Новая роль митохондриальной жирной синтазы (MTFASII) в регуляции энергетического метаболизма» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов . 1864 (11): 1629–1643. doi : 10.1016/j.bbalip.2019.07.012 . ISSN 1388-1981 .
^ Alfarouk KO, Verduzco D, Rauch C, Muddathir AK, Adil HH, Elhassan GO, et al. (2014). рост рака и распространение «Гликолиз, метаболизм опухоли , Онкосса . 1 (12): 777–802. doi : 10.18632/oncoscience.109 . PMC 4303887 . PMID 25621294 .
^ Alfarouk Ko, Shayoub ME, Muddathir AK, Elhassan Go, Bashir AH (июль 2011 г.). «Эволюция метаболизма опухоли может отражать канцерогенез как процесс обратной эволюции (демонтаж многоклеточности)» . Рак . 3 (3): 3002–3017. doi : 10.3390/cacers3033002 . PMC 3759183 . PMID 24310356 .
^ Нельсон Д.Л., Кокс М.М. (2005). Лехнингер Принципы биохимии (4 -е изд.). Нью -Йорк: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-4339-2 .
^ Золото J (октябрь 2011 г.). "Что такое рак?" Полем Архивировано из оригинала 19 мая 2018 года . Получено 8 сентября 2012 года .
^ Pauwels EK, Sturm EJ, Bombardieri E, Cleton FJ, Stokkel MP (октябрь 2000 г.). «Позитронно-эмиссионная томография с [18F] фтоородезоксиглюкозой. Часть I. Механизм биохимического поглощения и ее значение для клинических исследований». Журнал исследований рака и клинической онкологии . 126 (10): 549–59. doi : 10.1007/pl00008465 . PMID 11043392 . S2CID 2725555 .
^ «ПЭТ -сканирование: информация о сканировании домашних животных показывает ...» Получено 5 декабря 2005 года .
^ Schwartz L, Seyfried T, Alfarouk KO, Da Veiga Moreira J, Fais S (апрель 2017 г.). «Внешний эффект Варбурга: эффективное лечение рака, нацеленное на специфический метаболизм опухоли и дисрегулированный рН». Семинары по биологии рака . 43 : 134–138. doi : 10.1016/j.semcancer.2017.01.005 . PMID 28122260 .
^ Schwartz L, Supuran CT, Alfarouk KO (2017). «Эффект Варбурга и признаки рака». Противораковые агенты в лекарственной химии . 17 (2): 164–170. doi : 10.2174/1871520666666161031143301 . PMID 27804847 .
^ Maroon J, Bost J, Amos A, Zuccoli G (август 2013 г.). «Ограниченная калорийная кетогенная диета для лечения мультиформной глиобластомы». Журнал детской неврологии . 28 (8): 1002–1008. doi : 10.1177/0883073813488670 . PMID 23670248 . S2CID 1994087 .
^ Bonafe CF, Bispo JA, De Hesus Heason MB (январь 2018 г.). «Полигональная модель: простое представление биомолекул как инструмента для обучения метаболизму» . Биохимия и молекулярное биологическое образование . 46 (1): 66–75. doi : 10.1002/bmb.21093 . PMID 29131491 . S2CID 31317102 .

Внешние ссылки

Библиотечные ресурсы о
Гликолиз

Ресурсы в вашей библиотеке

[WikiPathways-61] Интерактивная карта пути может быть отредактирована в Wikipathways: "Glycolisisgluconeogenesis_WP534" .

[1] Alfarouk KO, Verduzco D, Rauch C, Muddathir AK, Adil HH, Elhassan GO, et al. (18 декабря 2014 г.). рост рака и распространение «Гликолиз, метаболизм опухоли , Онкосса . 1 (12): 777–802. doi : 10.18632/oncoscience.109 . PMC 4303887 . PMID 25621294 .

[2] Романо А.Х., Конвей Т. (1996). «Эволюция углеводов метаболических путей» . Исследования в области микробиологии . 147 (6–7): 448–455. doi : 10.1016/0923-2508 (96) 83998-2 . PMID 9084754 .

[3] Келлер М.А., Турчин А.В., Ралсер М (апрель 2014 г.). «Неунциатический гликолиз и пентозофосфатный путь, похожие на пути, в правдоподобном архском океане» . Биология молекулярных систем . 10 (4): 725. doi : 10.1002/msb.20145228 . PMC 4023395 . PMID 24771084 .

[4] Kim BH, Gadd Gm . (2011) Бактериальная физиология и метаболизм, 3 -е издание.

[glycolysis_animation-5] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Мехта S (20 сентября 2011 г.). «Гликолиз - анимация и заметки» . Pharmaxchange . Архивировано с оригинала 25 марта 2012 года . Получено 22 сентября 2011 года .

[ImportanceBalance-6] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Лейн А.Н., Фан Т.В., Хигаши Р.М. (2009). «Метаболический ацидоз и важность сбалансированных уравнений». Метаболомика . 5 (2): 163–165. doi : 10.1007/s11306-008-0142-2 . S2CID 35500999 .

[pmid12722184-7] Барнетт Дж.А. (апрель 2003 г.). «История исследований в дрожжах 5: Путь ферментации» . Дрожжи . 20 (6): 509–543. doi : 10.1002/да.986 . PMID 12722184 . S2CID 26805351 .

[8] «Луи Пастер и алкогольная ферментация» . www.pasteurbrewing.com . Архивировано из оригинала 2011-01-13 . Получено 2016-02-23 .

[9] Alba-Lois L, Segal-Kischinevzky C (январь 2010). «Ферментация дрожжей и изготовление пива и вина» . Природное образование . 3 (9): 17.

[10] Колер Р. (1971-03-01). «Фон для открытия Эдуарда Бухнера бесклеточной ферментации». Журнал истории биологии . 4 (1): 35–61. doi : 10.1007/bf00356976 . PMID 11609437 . S2CID 46573308 .

[11] «Эдуард Бухнер - биографический» . www.nobelprize.org . Получено 2016-02-23 .

[Cornish-Bowden_1997-12] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Корниш-Боуден А, изд. (1997). «Харден и Янг открытие фруктозы 1,6-бисфосфата». Новое пиво в старой бутылке: Эдуард Бухнер и рост биохимических знаний . Валенсия, Испания: публикация де ла

[:1-13] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Palmer G. «Глава 3: История гликолиза: пример линейного метаболического пути». BIOS 302 (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 18 ноября 2017 года.

[14] «Отто Мейерхоф - биографический» . www.nobelprize.org . Получено 2016-02-23 .

[:0-15] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Kresge N, Simoni Rd, Hill RL (январь 2005 г.). «Отто Фриц Мейерхоф и выяснение гликолитического пути» . Журнал биологической химии . 280 (4): E3. doi : 10.1016/s0021-9258 (20) 76366-0 . PMID 15665335 .

[16] «Эмбден, Густав - Словажное определение Эмбден, Густав | encyclopedia.com: бесплатный онлайн -словарь» . www.encyclopedia.com . Получено 2016-02-23 .

[17] Ривз Р.Е., Южный DJ, Блайт Х.Дж., Уоррен Л.Г. (декабрь 1974 г.). «Пирофосфат: D-фруктоза 6-фосфат 1-фосфотрансфераза. Новый фермент с гликолитической функцией 6-фосфофруктокиназы» . Журнал биологической химии . 249 (24): 7737–7741. doi : 10.1016/s0021-9258 (19) 42029-2 . PMID 4372217 .

[18] Селиг М., Ксавье К.Б., Сантос Х., Шонхейт П (апрель 1997). «Сравнительный анализ гликолитических путей Embden-Meyerhof и Entner-Doudoroff в гипертермофильной археи и бактерии термотоги». Архив микробиологии . 167 (4): 217–232. Bibcode : 1997Armic.167..217s . doi : 10.1007/bf03356097 . PMID 9075622 . S2CID 19489719 .

[Garrett_2012-19] Garrett RH, Grisham CM (2012). Биохимия (5 -е изд.). Cengage Learning. ISBN 978-1-133-10629-6 .

[20] Berg JM, JL Tureer, Strier L (2007). Биохимики (6 -е изд.). Нью -Йорк: Фримен. п. 622. ISBN 978-0-7167-8724-2 .

[Garrett_2005-21] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Гарретт Р., Гришам К.М. (2005). Биохимия (3 -е изд.). Белмонт, Калифорния: Томсон Брукс/Коул. п. 584. ISBN 978-0-534-49033-1 .

[22] Shimizu K, Matsuoka Y (март 2019 г.). «Регуляция гликолитического потока и метаболизма переполнения в зависимости от источника генерации энергии для потребности в энергии». Биотехнологические достижения . 37 (2): 284–305. doi : 10.1016/j.biotechadv.2018.12.007 . PMID 30576718 . S2CID 58591361 .

[:3-23] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Chubukov V, Gerosa L, Kochanowski K, Sauer U (май 2014). «Координация микробного метаболизма». Природные обзоры. Микробиология . 12 (5): 327–340. doi : 10.1038/nrmicro3238 . PMID 24658329 . S2CID 28413431 .

[24] Hochachka PW (1999). «Межвидовые исследования гликолитической функции». В Roach RC, Wagner PD, Hackett PH (Eds.). Гипоксия . Достижения в области экспериментальной медицины и биологии. Тол. 474. Бостон, Массачусетс: Springer US. С. 219–229. doi : 10.1007/978-1-4615-4711-2_18 . ISBN 978-1-4613-7134-2 Полем PMID 10635004 .

[25] Lemaigre FP, Rousseau GG (октябрь 1994 г.). «Транскрипционная контроль генов, которые регулируют гликолиз и глюконеогенез в печени взрослых» . Биохимический журнал . 303 (1): 1–14. doi : 10.1042/bj3030001 . PMC 1137548 . PMID 7945228 .

[26] Bian X, Jiang H, Meng Y, Li YP, Fang J, Lu Z (март 2022 г.). «Регуляция экспрессии генов гликолитическими и глюконеогенными ферментами». Тенденции в клеточной биологии . 32 (9): 786–799. doi : 10.1016/j.tcb.2022.02.003 . PMID 35300892 . S2CID 247459973 .

[:2-27] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Gerosa L, Sauer U (август 2011 г.). «Регуляция и контроль метаболических потоков в микробах». Текущее мнение о биотехнологии . 22 (4): 566–575. doi : 10.1016/j.copbio.2011.04.016 . PMID 21600757 .

[28] Chowdhury S, Hepper S, Lodi Mk, Saier MH, Uetz P (апрель 2021 г.). «Белковое взаимодействие гликолиза в Escherichia coli » . Протеомы . 9 (2): 16. doi : 10.3390/proteomes9020016 . PMC 8167557 . PMID 33917325 .

[29] Родионова И.А., Чжан З., Мехла Дж., Гуджер Н., Бабу М., Эмили А. и др. (Август 2017). «Фосфокарриер белок HPR бактериальной фосфотрансферазы в глобальном уровне регулирует энергетический обмен путем непосредственного взаимодействия с множественными ферментами в Escherichia coli » . Журнал биологической химии . 292 (34): 14250–14257. doi : 10.1074/jbc.m117.795294 . PMC 5572926 . PMID 28634232 .

[30] Pisithkul T, Patel NM, Amador-Noguez D (апрель 2015 г.). «Посттрансляционные модификации как ключевые регуляторы бактериальных метаболических потоков». Текущее мнение о микробиологии . 24 : 29–37. doi : 10.1016/j.mib.2014.12.006 . PMID 25597444 .

[koeslag-31] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Koeslag JH, Saunders PT, Terblanche E (июнь 2003 г.). «Переоценка гомеостата глюкозы в крови, которая всесторонне объясняет комплекс сахарного диабета 2 типа» . Журнал физиологии . 549 (Pt 2) (опубликовано 2003): 333–346. doi : 10.1113/jphysiol.2002.037895 . PMC 2342944 . PMID 12717005 .

[stryer-32] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и Страйер Л. (1995). «Гликолиз». Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 483–508. ISBN 0-7167-2009-4 .

[stryer8-33] Страйер Л. (1995). Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. п. 773. ISBN 0-7167-2009-4 .

[voet-34] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Voet D, Voet JG, Pratt CW (2006). Основы биохимии (2 -е изд.). John Wiley and Sons, Inc. с. 547, 556 . ISBN 978-0-471-21495-3 .

[35] Beis I, Newsholme EA (октябрь 1975 г.). «Содержание адениновых нуклеотидов, фосфагенов и некоторых гликолитических промежуточных соединений в покоящихся мышцах от позвоночных и беспозвоночных» . Биохимический журнал . 152 (1): 23–32. doi : 10.1042/bj1520023 . PMC 1172435 . PMID 1212224 .

[36] Voet D, Voet JG (2004). Биохимия (3 -е изд.). Нью -Йорк: John Wiley & Sons, Inc.

[37] Lackie J (2010). Тигар . Оксфордская ссылка онлайн: издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-954935-1 .

[38] Блаженные К., Цуус А., Силак М.А., Видал М.Н., Голая К., Барронс Р. и др. (Июль 2006 г.). «Тигар, индуцируемый p53 регулятор гликолиза и апоптоза » Ячейка 126 (1): 107–1 Doi : 10.1016/ j.cell.2006.05.0 PMID 1683988 15006256S2CID

[39] «Тигар TP53 индуцировал регуляторную фосфатазу гликолиза [Homo sapiens (человек)] - ген - NCBI» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 2018-05-17 .

[40] Carbonell J, Felíu Je, Marco R, Sols A (август 1973 г.). «Пируваткиназа. Классы регуляторных изоферментов в тканях млекопитающих». Европейский журнал биохимии . 37 (1): 148–156. doi : 10.1111/j.1432-1033.1973.tb02969.x . HDL : 10261/78345 . PMID 4729424 .

[41] Валентини Г., Чиарелли Л., Фортин Р., Сперанса М.Л., Галицци А., Маттеви А (июнь 2000 г.). «Аллостерская регуляция пируваткиназы» . Журнал биологической химии . 275 (24): 18145–18152. doi : 10.1074/jbc.m001870200 . PMID 10751408 .

[42] Израэльсен WJ, Вандер Хейден М.Г. (июль 2015 г.). «Пируваткиназа: функция, регуляция и роль в раке» . Семинары в биологии клеток и развития . 43 : 43–51. doi : 10.1016/j.semcdb.2015.08.004 . PMC 4662905 . PMID 26277545 .

[:4-43] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Engström L (1978). «Регуляция пируват-киназы печени путем фосфорилирования-дефосфорилирование». Текущие темы в клеточной регуляции . 13 Elsevier: 28–51. doi : 10.1016/b978-0-12-152813-3.50006-9 . ISBN 978-0-12-152813-3 К. PMID 208818 .

[stryer5-44] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Страйер Л. (1995). «Окислительное фосфорилирование». Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 537–549. ISBN 0-7167-2009-4 .

[stryer2-45] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в Страйер Л. (1995). «Метаболизм жирных кислот». Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 603–628. ISBN 0-7167-2009-4 .

[stryer4-46] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} Страйер Л. (1995). «Биосинтез мембранных липидов и стероидов». Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 691–707. ISBN 0-7167-2009-4 .

[stryer3-47] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Страйер Л. (1995). «Цикл лимонной кислоты». Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 509–527, 569–579, 614–616, 638–641, 732–735, 739–748, 770–773. ISBN 0-7167-2009-4 .

[48] Судья А, Додд М.С. (2020-10-08). «Метаболизм» . Эссе в биохимии . 64 (4): 607–647. doi : 10.1042/ebc20190041 . ISSN 0071-1365 . PMC 7545035 . PMID 32830223 .

[stryer0-49] Подпрыгнуть до: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Страйер Л. (1995). Биохимия (четвертое изд.). Нью -Йорк: WH Freeman and Company. С. 559–565, 574–576, 614–623. ISBN 0-7167-2009-4 .

[50] Guo X, Li H, Xu H, Woo S, Dong H, Lu F, et al. (2012-08-01). «Гликолиз в контроле гомеостаза глюкозы в крови» . Acta Pharmaceutica Sinica b . 2 (4): 358–367. doi : 10.1016/j.apsb.2012.06.002 . ISSN 2211-3835 .

[51] Wehbe Z, Behringer S, Alatibi K, Watkins D, Rosenblatt D, Spiekerkoetter U, et al. (2019-11-01). «Новая роль митохондриальной жирной синтазы (MTFASII) в регуляции энергетического метаболизма» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов . 1864 (11): 1629–1643. doi : 10.1016/j.bbalip.2019.07.012 . ISSN 1388-1981 .

[52] Alfarouk KO, Verduzco D, Rauch C, Muddathir AK, Adil HH, Elhassan GO, et al. (2014). рост рака и распространение «Гликолиз, метаболизм опухоли , Онкосса . 1 (12): 777–802. doi : 10.18632/oncoscience.109 . PMC 4303887 . PMID 25621294 .

[53] Alfarouk Ko, Shayoub ME, Muddathir AK, Elhassan Go, Bashir AH (июль 2011 г.). «Эволюция метаболизма опухоли может отражать канцерогенез как процесс обратной эволюции (демонтаж многоклеточности)» . Рак . 3 (3): 3002–3017. doi : 10.3390/cacers3033002 . PMC 3759183 . PMID 24310356 .

[54] Нельсон Д.Л., Кокс М.М. (2005). Лехнингер Принципы биохимии (4 -е изд.). Нью -Йорк: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-4339-2 .

[55] Золото J (октябрь 2011 г.). "Что такое рак?" Полем Архивировано из оригинала 19 мая 2018 года . Получено 8 сентября 2012 года .

[pmid11043392-56] Pauwels EK, Sturm EJ, Bombardieri E, Cleton FJ, Stokkel MP (октябрь 2000 г.). «Позитронно-эмиссионная томография с [18F] фтоородезоксиглюкозой. Часть I. Механизм биохимического поглощения и ее значение для клинических исследований». Журнал исследований рака и клинической онкологии . 126 (10): 549–59. doi : 10.1007/pl00008465 . PMID 11043392 . S2CID 2725555 .

[57] «ПЭТ -сканирование: информация о сканировании домашних животных показывает ...» Получено 5 декабря 2005 года .

[58] Schwartz L, Seyfried T, Alfarouk KO, Da Veiga Moreira J, Fais S (апрель 2017 г.). «Внешний эффект Варбурга: эффективное лечение рака, нацеленное на специфический метаболизм опухоли и дисрегулированный рН». Семинары по биологии рака . 43 : 134–138. doi : 10.1016/j.semcancer.2017.01.005 . PMID 28122260 .

[59] Schwartz L, Supuran CT, Alfarouk KO (2017). «Эффект Варбурга и признаки рака». Противораковые агенты в лекарственной химии . 17 (2): 164–170. doi : 10.2174/1871520666666161031143301 . PMID 27804847 .

[60] Maroon J, Bost J, Amos A, Zuccoli G (август 2013 г.). «Ограниченная калорийная кетогенная диета для лечения мультиформной глиобластомы». Журнал детской неврологии . 28 (8): 1002–1008. doi : 10.1177/0883073813488670 . PMID 23670248 . S2CID 1994087 .

[bonafe-62] Bonafe CF, Bispo JA, De Hesus Heason MB (январь 2018 г.). «Полигональная модель: простое представление биомолекул как инструмента для обучения метаболизму» . Биохимия и молекулярное биологическое образование . 46 (1): 66–75. doi : 10.1002/bmb.21093 . PMID 29131491 . S2CID 31317102 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 47 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 50 ]

[ 51 ]

[ 52 ]

[ 53 ]

[ 54 ]

[ 55 ]

[ 56 ]

[ 57 ]

[ 58 ]

[ 59 ]

[ 60 ]

[ § 1 ]

[ 61 ]

Обзор

История

Последовательность реакций

Краткое изложение реакций

Подготовительная фаза

Фаза выплаты

Биохимическая логика

Свободная энергия изменений

Регулирование

Регуляция инсулином у животных

Регулируемые ферменты в гликолизе

Гексокиназа и глюкокиназа

Фосфофруктокиназа

Пируваткиназа

Процессы после гликолиза

Аноксическая регенерация NAD +

Аэробная регенерация NAD + и дальнейший катаболизм пирувата

Превращение углеводов в жирные кислоты и холестерин

Превращение пирувата в оксалоацетат для цикла лимонной кислоты

Промежуточные продукты для других путей

Гликолиз при заболевании

Диабет

Генетические заболевания

Рак

Интерактивная карта пути

Альтернативная номенклатура

Структура компонентов гликолиза в проекциях Fischer и полигональной модели

Смотрите также

Ссылки

Внешние ссылки

Аноксическая регенерация NAD ⁺

Аэробная регенерация NAD ⁺ и дальнейший катаболизм пирувата