Гликолиз

Гликолиз (греч. glycos — сладкий, lysis — расщепление) — первый этап клеточного дыхания, представляющий собой последовательность реакций, в ходе которых одна молекула глюкозы (C₆H₁₂O₆) расщепляется на две молекулы пировиноградной кислоты (C₃H₄O₃). Реакции протекают в цитоплазме без участия кислорода, но при участии ферментов. В пирувате атомы углерода оказываются в более окисленной форме, так как четыре атома водорода отщепляются и восстанавливают другое соединение (НАД до НАД · H₂).

Суммарное уравнение реакции гликолиза

C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₄O₃ + 4H + 2АТФ

Чистый выход энергии, запасенной в АТФ, всего две молекулы, что говорит о малой эффективности этого этапа клеточного дыхания. Основная часть энергии глюкозы остается в пировиноградной кислоте, а также запасается в НАД · H₂. При аэробном дыхании эта энергия потом используется для получения основного количества молекул АТФ.

Поскольку глюкоза при гликолизе теряет четыре атома водорода, то происходит ее окисление. Акцепторами водорода выступают молекулы никотинамидадениндинуклеотида (НАД⁺).

Глюкоза не сразу распадается до пирувата, а через ряд последовательных реакций. Суммарно их можно представить в виде трех этапов:

1. Глюкоза фосфорилируется за счет фосфатных групп АТФ и превращается в фруктозо-1,6-бифосфат. При этом используются две молекулы АТФ, которые становятся АДФ.

2. Фруктозо-1,6-бифосфат расщепляется на два фосфорилированных трехуглеродных сахара.

3. Эти сахара превращаются в пировиноградную кислоту. При этом синтезируется четыре молекулы АТФ, а к двум молекулам НАД присоединяется водород.

В гликолизе участвуют около девяти ферментов, составляющих конвейер. Как видно из схемы, гликолиз протекает в десять стадий.

При дальнейшем окислении пировиноградной кислоты в митохондриях используется энергия, запасенная в НАД · H₂.

В процессе эволюции гликолиз – первым способом получения АТФ. В наше время он характерен как для прокариот, так и эукариот как один из этапов клеточного дыхания.

Следует иметь в виду, что в клетках гликолиз — не единственный способ окисления глюкозы.