functie
glycolyse komt voor in het cytosol van de cel. Het is een metabolische weg die ATP zonder het gebruik van zuurstof creëert, maar kan ook in aanwezigheid van zuurstof voorkomen. In cellen die aërobe ademhaling als primaire bron van energie gebruiken, kan pyruvate van de weg worden gevormd in de citroenzuurcyclus worden gebruikt en door oxidatieve phosphorylation gaan om oxidatie in kooldioxide en water te ondergaan., Zelfs als de cellen hoofdzakelijk oxydatieve phosphorylation gebruiken, kan de glycolyse als noodsituatiesteun voor energie dienen of als voorbereidingsstap vóór oxydatieve phosphorylation dienen. In hoogst oxydatief weefsel, zoals het hart, is de productie van pyruvate essentieel voor acetyl-CoA synthese en L-malate synthese. Het dient als voorloper van vele molecules, zoals lactaat, alanine, en oxaloacetaat.
glycolyse gaat vooraf aan de melkzuurfermentatie; het pyruvaat dat in het eerste proces wordt gemaakt, dient als voorwaarde voor het lactaat dat in het laatste proces wordt gemaakt., Melkzuurfermentatie is de primaire bron van ATP in dierlijke weefsels met lage metabole behoeften en weinig tot geen mitochondriën. In erytrocyten is melkzuurfermentatie de enige bron van ATP, omdat ze mitochondriën missen en rijpe rode bloedcellen weinig vraag hebben naar ATP. Een ander deel van het lichaam dat volledig of bijna volledig op anaërobe glycolyse steunt is de lens van het oog, die van mitochondria verstoken is, aangezien hun aanwezigheid tot lichte het verspreiden zou leiden.,
hoewel skeletspieren de voorkeur geven aan het katalyseren van glucose in kooldioxide en water tijdens zware inspanning waar de hoeveelheid zuurstof onvoldoende is, ondergaan de spieren tegelijkertijd anaërobe glycolyse samen met oxidatieve fosforylering.
regulering
Glucose
de hoeveelheid glucose die beschikbaar is voor het proces reguleert de glycolyse, die voornamelijk op twee manieren beschikbaar komt: regulering van de glucoseheropname of regulering van de afbraak van glycogeen. Glucosetransporters (GLUT) transporteren glucose van de buitenkant van de cel naar de binnenkant., Cellen die GLUT bevatten kunnen het aantal GLUT in het plasmamembraan van de cel uit de intracellulaire matrix verhogen, waardoor de opname van glucose en de levering van glucose beschikbaar voor glycolyse wordt verhoogd. Er zijn vijf soorten gluten. GLUT1 is aanwezig in RBCs, bloed-hersenbarrière, en bloed-placentaire barrière. GLUT2 bevindt zich in de lever, bètacellen van de alvleesklier, de nieren en het maagdarmkanaal (GI). GLUT3 is aanwezig in neuronen. GLUT4 is in adipocytes, hart, en skeletachtige spier. GLUT5 transporteert specifiek fructose in cellen., Een andere vorm van regulering is de afbraak van glycogeen. Cellen kunnen extra glucose opslaan in de vorm van glycogeen wanneer de glucosespiegels hoog zijn in het celplasma. Omgekeerd, wanneer de niveaus laag zijn, kan glycogeen terug in glucose worden omgezet. Twee enzymen regelen de afbraak van glycogeen: glycogeenfosforylase en glycogeensynthase. De enzymen kunnen door terugkoppellussen van glucose of glucose-1-fosfaat, of via allosteric regelgeving door metabolites, of Van phosphorylation/defosforylationcontrole worden geregeld.,
allosterische regulatoren en zuurstof
zoals eerder beschreven, zijn veel enzymen betrokken bij de glycolytische route door het omzetten van het ene tussenproduct naar het andere. De controle van deze enzymen, zoals hexokinase, phosphofructokinase, glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase, en pyruvate kinase, kan glycolyse regelen. De hoeveelheid beschikbare zuurstof kan ook glycolyse regelen. Het “Pasteur effect” beschrijft hoe de beschikbaarheid van zuurstof het effect van glycolyse vermindert, en verminderde beschikbaarheid leidt tot een versnelling van de glycolyse, althans in eerste instantie., De mechanismen die verantwoordelijk zijn voor dit effect omvatten de betrokkenheid van allosterische regulatoren van glycolyse (enzymen zoals hexokinase). Het “Pasteureffect” lijkt meestal voor te komen in weefsel met hoge mitochondriale capaciteiten, zoals myocyten of hepatocyten, maar dit effect is niet universeel in oxidatief weefsel, zoals pancreascellen.
enzyminductie
een ander mechanisme voor het reguleren van glycolytische snelheden is de transcriptionele controle van glycolytische enzymen. Het veranderen van de concentratie van belangrijke enzymen staat de cel toe om te veranderen en aan veranderingen in hormonale status aan te passen., Bijvoorbeeld, kunnen het verhogen van glucose en insulineniveaus de activiteit van hexokinase en pyruvaatkinase verhogen, daarom het verhogen van de productie van pyruvaat.
PFK-1
Fructose 2,6-bisfosfaat is een allosterische regulator van PFK-1. Hoge niveaus van fructose 2,6-bisfosfaat verhogen de activiteit van PFK-1. De productie vindt plaats door de werking van fosfofructokinase-2 (PFK-2). PFK-2 heeft zowel kinase als fosforylase activiteit en kan fructose 6 fosfaten omzetten in fructose 2,6-bisfosfaat en vice versa., Insulinedephosphorylaten PFK-2, en dit activeert zijn kinaseactiviteit, die niveaus van fructose 2,6-bisfosfaat verhoogt, die vervolgens PFK-1 activeert. Glucagon kan ook phosphorylate PFK-2, en dit activeert phosphatase, die fructose 2,6-bisfosfaat terug naar fructose 6-fosfaat omzet. Deze reactie verlaagt de fructose 2,6-bisfosfaatspiegels en verlaagt de PFK-1-activiteit.