Glikoliz nedir? Glikoliz basamakları ve tanımı

Glikoliz, hücre devamlılığını sağlamak için gerekli olan enerjinin kazanıldığı enzimatik reaksiyonlar sonucu glukozu pürivik asite (pirüvata) indirgeyip ATP kazanıldığı reaksiyonlar zinciridir.

Glikoliz ‘’Fruktoz 1-6 bifosfat yolu’’, DNA ve RNA için gerekli olan Deoksiriboz veya Riboz  şekerlerinin sentezlenmesi için gerekli olan 5C (Karbon)'lu şekerleri ortaya çıkaran ‘’ pentoz-fosfat yolu’’ veya daha verimli olan bir çok bakteri gruplarının gerçekleştirmiş olduğu ‘’2-keto 3-deoksi 6-fosfoglukonik asit’’ yollunu kullanarak glikoliz reaksiyonlarını gerçekleştirir. Hücrenin yapmış olduğu glikoliz reaksiyonlarına göre farklı isimlendirilir.

Hücre kendi metabolizmasına uygun en iyi yolu seçerek glikoliz olayını gerçekleştirmektedir. Örnek olarak Pseudomonaslar ‘’2-keto 3-deoksi 6-fosfoglukonik asit’’ , Gluconobacter cinsi ise pentoz fosfat yolunu kullanırlar.

Glikolizde kullanılan enzimler

·         Hekzokinaz (Karacigerde Glukokinaz)

·         Fosfoglikoizomeraz

·         Fosfofruktokinaz

·         Aldolaz

·         İzomeraz

·         Triozfosfat dehidrogenaz

·         Fosfogliserat kinaz

·         Fosfogliserat mutaz

·         Enolaz

·         Pirüvat Kinaz

Bu enzimler bütün canlılarda ortak bulunur. Bu enzimlerin ortak bulunması bütün canlıların ortak atadan geldiğinin kanıtı olarak gösterilebilir.

GLİKOLİZ REAKSİYONLARI

Glukoz, glikoliz reaksiyonlarına direkt olarak giremez. Reaksiyonlara girmek için glukozun aktifleştirilmesi gerekmektedir. Glukozu aktifleştirmek için ATP’nin indirgenmesi ile  açığa çıkan Fosfat ( PO₄^-3 ) hekzokinaz enzimi yardımı ile glukozun altıncı Karbonundaki (C) hidroksili (OH) grubuna bağlanarak aktifleştirme işleminin ilk basamağı gerekçekleştirilmiş olur. Glukozun adı Glukoz 6-fosfat olarak değişir. Fosfoglukoizomeraz enzimi Glukoz  6- fosfatı  Fruktoz 6- fosfata çevirir. Fruktoz 6-fosfatı aktifleştirmek için ATP' den bir fosfat daha koparılır. İkinci Fosfat ( PO₄^-3 ) fosfofruktokinaz enzimi yardımı ile glukozun birinci karbonundaki (C) hidroksili ( OH ) grubuna bağlanarak aktifleştirilmiş ve adı Fruktoz 1-6 bifosfat olarak değişmiş olur. Glukozun aktifleştirilmesi sırasında 2 ATP harcanmış olur. Bu aktifleştirme işlemine glukozu fosfat ile fosforile etme de denir.

Detaylı görüntülemek için resme tıklayınız.

Aktif halde bulunan Fruktoz 1-6 bifosfat aldolaz enzimi ile her biri 3C lu (üç karbon)  olan Gliseraldehit 3-fosfata ve dihidroksi  aseton fosfata parçalanır.Gliseraldehit 3-fosfat glikoliz reaksiyonlarına direkt olarak girebilir.Dihidroksi aseton direkt olarak glikolizde kullanılamaz. Nedeni ise dihidroksi aseton fosfat suda ve etanolde yavaş çözündüğü veya çözünmediği için glikoliz reaksiyonlarına katılamaz. Glikoliz reaksiyonlarına katılması için triozfosfat-izomeraz enzimi ile gliseraldehit 3-fosfata dönüştürüldükten sonra glikoliz reaksiyonlarına katılabilir.

Gliseraldehit 3-fosfata triozfosfat dehidrogenaz enzimi ile serbest halde bulunan bir Pi (fosfat) bağlanarak 3- fosfogliserol fosfata dönüşür. Bu dönüşüm sırasında 3- fosfogliserol fosfattan bir H⁺ açığa çıkarak ortamda ki NAD+ indirgiyerek NADH dönüştürür.

3 – fosfogliserol fosfatan fosfogliserat kinaz enzimi yardımı ile bir Fosfat koparılarak ortamda bulunan ADP( Adenozin difosfat ) bir Fosfat bağlanarak substrat düzeyinde ATP ( Adenozin trifosfat ) elde edilmiş olur.

3- fosfogliserat, fosfogliserat mutaz enzimi yardımı ile kendisinden daha yüksek enerjili bir fosfat bileşiği olan 2- fosfogliserata dönüştürür.

2- fosfogliserat enolaz enzimi sayesinde fosfoenolpirüvat ve su (H₂O) oluşmasını sağlar. 

Fosfoenolpirüvat 2- fosfogliserata göre yüksek enerjili bir fosfat grubuna sahiptir.

Fosfoenol pirüvattan, pirüvat kinaz enzimi yardımı ile bir fosfat koparılarak ortamda bulunan ADP’ye (Adenozin difosfat)   bağlayarak substrat düzeyinde  ATP ( Adenozin trifosfat) sentezlenir.Fosfoenol pirüvattan fosfat ayrılmasından sonra pirüvata indirgenir.

Glikoliz reaksiyonları sonrasında 4 ATP ve 2 NADH oluşur. Glukozu aktifleştirmek için 2 ATP harcandığından dolayı net 2 ATP elde edilmiş olur.

Glukoz pirüvata kadar indirgenir bu reaksiyonlar tüm canlılarda meyda gelir oluşan pirüvat canlının metabolik istediğine ve gelişmişlik düzeyine göre farklı enzimatik yollarla ürüne dönüştürülür.

Glikolize Giren Diğer KARBONHİDRATLAR ve Glikolize Giriş Noktaları

Fruktoz ---> Fruktoz 6-fosfat

Gliseraldehit ---> Gliseraldehit 3-fosfat

Dihidroksiaseton fosfat --->Gliseraldehit 3-fosfat

Galaktoz--->UDP-galaktoz--->UDP – glukoz--->Glukoz 1-fosfat

Mannoz--->Mannoz 6-fosfat--->Fruktoz 6-fosfat

Maltoz + H₂O __^maltaz---> Glukoz + Glukoz

Laktoz  + H₂O ___^Laktaz--->Galaktoz + glukoz

Sükroz  + H₂O __^sükraz--->Fruktoz  + glukoz 

Karbonhidratların glikolize giriş noktaları.

Laktat Oluşumu

Pürivat oluştuktan sonra ortamda yeterli miktarda Oksijen (O₂) olmadığı zaman pirüvat laktata dönüştürülür bu sayeda NADH lar yükseltgenerek NAD+ dönüştürülür ve böylece NAD+ lar tekrar glikoliz reaksiyonlarına girmesi sağlanır.Hücrede fazla biriken laktat difüzyonla dışarıya atılır. Laktat insan ve hayvan çizgili kaslarının çok fazla kasılması sonucu meydana gelir.

Pirüvattan etanol Oluşumu

Maya ve bazı organizmalarda pirüvattan CO₂ ve etanol oluşur.Pirüvat karboksilaz enzimi etkisiyle asetaldehite dönüşür.Asetaldehit de alkol dehidrogenaz enzimi tarafından etanola dönüştürülür.

Asetil CoA’ya Dönüştürme

Ortamda O₂ varlığında pirüvat Asetil CoA dönüştürülerek  sitrik asit siklüsu(krebs çemberi) girmesi sağlanır.Böylece CO₂ (Karbon dioksit )ve H₂O (Su) kadar parçalanır.

Gelecek yayınlarımızda görüşmek üzere! Esen kalın.