Пълно окисление на глюкоза. глюкоза окислителната реакция

В тази статия ще разгледаме как окисление на глюкоза. Въглехидратите са съединения тип poligidroksikarbonilnogo, както и техните производни. Характерните особености - присъствието на алдехид или кетон групи и поне две хидроксилни групи.

В неговата структура, въглехидрати се разделят на монозахариди, полизахариди, олигозахариди.

монозахариди

Монозахариди са най-простите въглехидрати, които не могат да бъдат подложени на хидролиза. В зависимост от група присъства в състава - алдехид или кетон се изолира алдоза (те включват галактоза, глюкоза, рибоза) и кетози (рибулоза, фруктоза).

олигозахариди

Олигозахаридите са въглехидрати, които са съставени от два до десет монозахаридни остатъци произход свързани чрез гликозидни връзки. В зависимост от броя на монозахаридни остатъци разграничи дизахариди, тризахариди, и така нататък. Това се получава чрез окисление на глюкоза? Това ще бъде обсъдено по-късно.

полизахариди

Полизахаридите са въглехидрати, които съдържат повече от десет монозахаридни единици свързани помежду гликозид облигации. Ако съставът на полизахарида, съдържащ същите монозахаридни остатъци, той се нарича gomopolisaharidom (например нишесте). Ако тези остатъци са различни - на хетерополизахарид (като хепарин).

Колко важно е окислението на глюкоза?

Функциите на въглехидрати в човешкото тяло

Въглехидратите имат следните основни характеристики:

1. Енергетиката. Основната функция на въглехидрати, тъй като те са основният източник на енергия в организма. В резултат на окисляване доволен повече от половината от енергийните нужди на лицето. Окислението на един грам въглехидрати освободен 16,9 кДж.
2. Резервен. Гликоген и нишесте са форма на хранителни вещества съхранение.
3. Структура. Целулоза и някои други полизахаридни съединения образуват траен скелет в растенията. Те също така, в комплекс с липиди и протеини, които са част от клетъчни биомембрани.
4. Защитен. За киселинни хетерополизахариди в ролята на биологичната лубрикант. Те линия на повърхността на ставите, които са в контакт и се трият една срещу друга, носната лигавица, храносмилателния тракт.
5. Antigoagulyantnaya. Това е въглехидрат хепарин, има важни биологични свойства, а именно - предотвратява съсирването на кръвта.
6. Въглехидрати представляват източник на въглерод за синтеза на протеини, липиди и нуклеинови киселини.

За тялото на въглехидрати са основният източник на диетични въглехидрати - захароза, нишесте, глюкоза, лактоза). Глюкозата може да се синтезира в тялото от аминокиселини, глицерол, лактат и пируват (глюконеогенезата).

гликолиза

Гликолиза представлява един от три възможни форми на окисление на глюкоза процес. В този процес енергия за разпределение, съхранявани от ATP в последствие и NADH. Един от молекулата се разделя на две молекули пируват.

процес гликолиза се извършва под въздействието на различни ензимни средства, т.е. катализатори биологично естество. Най-важното е окислителят кислород, но трябва да се отбележи, че процесът на гликолизата може да се извършва в отсъствието на кислород. Този вид анаеробна гликолиза се нарича.

Гликолиза е анаеробен процес стъпаловидно окисление на глюкоза. С тази гликолиза окисление на глюкоза не е завършен. Така, в окислението на глюкоза произвежда само една молекула на пируват. От гледна точка на енергийните помощи за анаеробна гликолиза е по-малко благоприятно от аеробно. Въпреки това, ако клетката преминава кислород, може да настъпи превръщане в аеробни анаеробни гликолизата, което е пълно окисление на глюкоза.

Механизмът на гликолизата

В процеса на гликолиза тя се разпада шест въглеродни глюкоза в две три въглеродни молекули на пируват. Целият процес е разделен на пет подготвителни етапи и пет, по време на който енергията се съхранява в ATP.

По този начин, гликолиза среща в две фази, всяка от които е разделена на пет етапа.

Стъпка №1 глюкоза окисляване

• Първи етап. В първата стъпка е фосфорилирането на глюкоза. Активирането на захарид fosfolirirovaniya възниква от шестия въглероден атом.
• Вторият етап. Метод на изомеризация на глюкоза-6-фосфат. На този етап, глюкоза се изтегля в фруктоза-6-фосфат чрез каталитичното действие на phosphoglucoisomerase.
• Третият етап. Фосфорилирането на фруктоза-6-фосфат. На този етап, формирането на фруктоза-1,6-дифосфат (известен също като алдолаза) под влияние на фосфофруктокиназа-1. Тя участва в съпровод на фосфорилна група, от аденозин трифосфат до молекула фруктоза.
• Четвъртият етап. На този етап, алдолаза разцепване. В резултат на две триознофосфатна молекули, и по-специално кетоза eldozy.
• Петият етап. Триознофосфатна изомеризация. На този етап на изпращане на глицералдехид-3-фосфат в етапите на разделяне на глюкоза. Когато този преход настъпва дихидроксиацетон фосфат под формата на глицералдехид-3-фосфат. Този преход се извършва чрез действието на ензими.
• Шестият етап. Окислението на глицералдехид-3-фосфат. На този етап на окислението на молекулата и последващо фосфорилиране на 1,3-diphosphoglycerate.
• Седмият етап. Този етап включва прехвърляне на фосфат групата на 1,3-diphosphoglycerate на ADP. Крайният резултат от този етап се образува 3-фосфоглицерат и АТР.

Етап №2 - пълно окисление на глюкоза

• Осмият етап. На този етап на прехода 3-фосфоглицерат 2-фосфоглицерат. Процесът на преход се извършва под действието на ензим, като фосфоглицерат мутаза. Това окислителната реакция химия глюкоза протича с задължителното присъствие на магнезий (Mg).
• Деветият етап. На този етап, обезводняване на 2-фосфоглицерат.
• Десетият етап. На прехвърляне на фосфат, получен от предишния фази течаща в PEP и ADP. Изграден от прехвърляне на ADP fosfoenulpirovata. Тази химическа реакция е възможно в присъствието на магнезиеви йони (Mg) и калий (К).

При аеробни условия, процесът отнася до _СО2 и _Н2 О. Уравнението на глюкоза окисление, както следва:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6D ₂ → 6SO ₂ + 6Н _2О + 2880 кДж / мол.

Така, натрупването клетка на NADH се среща в образуването на лактат от глюкоза. Това означава, че този процес е анаеробна, и може да продължи в отсъствието на кислород. Това кислород - окончателно електронен акцептор, които се предават NADH в дихателната верига.

В процеса на изчисляване на енергийния баланс на гликолитични реакции трябва да се разбира, че всеки етап от втория етап се повтаря два пъти. От това можем да заключим, че в първия етап две молекули АТР се изразходват, и по време на протичането на втория етап, 4 АТР-фосфорилиране на молекула субстрат от типа. Това означава, че в резултат на окисляване на всяка молекула глюкоза клетки се натрупват две ATP молекули.

Ние разгледа окислението на глюкоза от кислород.

Анаеробните път на глюкоза окисляване

Аеробни окисляване наречен окислителен процес, в който настъпва селекция енергия и който се среща в присъствието на кислород, издаващият край водороден акцептор в дихателната верига. Донор на водород молекули се подава редуцирана форма коензими (FADN2, NADH, NADPH), които се образуват чрез взаимодействие на междинно съединение субстрат окисление.

Окисление на глюкоза аеробна дихотомна тип е основният начин на глюкоза катаболизъм в човешкото тяло. Този тип на гликолиза може да се извърши във всички тъкани и органи на човешкото тяло. В резултат на тази реакция е разцепването на молекула на глюкоза на вода и въглероден диоксид. Енергията, освободена в този случай ще се натрупват в ATP. Този процес може да бъде разделен на три етапа:

1. Процесът на превръщане на глюкоза молекули в двойка молекули на пирогроздена киселина. Реакцията се извършва в цитоплазмата на клетките и е специфичен начин разлагането глюкоза.
2. Процесът на образуване на ацетил-СоА в окислителното декарбоксилиране на пирогроздена киселина. Тази реакция се извършва в клетъчните митохондриите.
3. Окислението на ацетил-СоА в цикъла на Кребс. Реакцията се извършва в клетъчните митохондриите.

На всеки етап от този процес произвежда редуцирани форми на коензими, чрез окисляване ензимни комплекси на дихателната верига. Това води АТР от окислението на глюкоза.

Образование коензими

Коензимите, които са оформени на втория и третия етап на аеробна гликолиза се окисляват директно на митохондриите на клетките. Успоредно с това, NADH, която се образува в цитоплазмата на клетката по време на реакцията на първия етап на аеробна гликолиза, не способност да проникват през митохондриалната мембрана. Водородът се прехвърля от NADH на цитоплазмен митохондриите клетка от совалкови цикли. Сред тези цикли може да различи основното - малат-аспартат.

След това с помощта на цитоплазмен NADH се среща в оксалоацетат малат на възстановяване, което от своя страна влиза в клетка митохондриите и след това се окислява чрез редукция на митохондриална NAD. Оксалоацетата връща в цитоплазмата под формата на аспартат.

Мутирали форми на гликолизата

Напредъкът на гликолиза може допълнително да бъде придружено от отделяне на 1,3 и 2,3-bifosfoglitseratov. Така 2,3-bifosfoglitserat под влиянието на биологичната катализатор може да се рециклира в процеса на гликолиза и след това променя формата си на 3-фосфоглицерат. Тези ензими играят различни роли. Например, 2,3-bifosfoglitserat намира в хемоглобина кислород насърчава преход към тъкан, докато насърчаване на дисоциация и намаляване на кислороден афинитет и еритроцити.

заключение

Много бактерии могат да променят хода на гликолиза форма на различни етапи. Възможно е да се намали общото им количество или модификация на тези етапи от въздействието на различни ензимни съединения. Някои от анаеробни бактерии имат способността да други методи въглехидрати разпадане. Повечето от термофили има само две от ензима гликолиза, по-специално, енолаза и пируват киназа.

Разгледахме как протича окисление на глюкоза в организма.