funktion
glykolys förekommer i cellens cytosol. Det är en metabolisk väg som skapar ATP utan användning av syre men kan förekomma i närvaro av syre också. I celler som använder aerob andning som den primära energikällan kan pyruvatet som bildas från vägen användas i citronsyracykeln och gå igenom oxidativ fosforylering för att genomgå oxidation till koldioxid och vatten., Även om celler i första hand använder oxidativ fosforylering kan glykolys fungera som en nödbackup för energi eller fungera som beredningssteg före oxidativ fosforylering. I mycket oxidativ vävnad, såsom hjärtat, är produktionen av pyruvat avgörande för acetyl-CoA-syntes och l-malatsyntes. Det fungerar som en föregångare till många molekyler, såsom laktat, alanin och oxaloacetat.
glykolys föregår mjölksyrajäsning; pyruvatet som gjordes i den tidigare processen fungerar som en förutsättning för laktatet som gjordes i den senare processen., Mjölksyrajäsning är den primära källan till ATP i djurvävnader med låga metaboliska krav och liten eller ingen mitokondrier. I erytrocyter är mjölksyrajäsning den enda källan till ATP, eftersom de saknar mitokondrier och mogna röda blodkroppar har liten efterfrågan på ATP. En annan del av kroppen som är helt eller nästan helt beroende av anaerob glykolys är ögonlinsen, som saknar mitokondrier, eftersom deras närvaro skulle leda till ljusspridning.,
även om skelettmusklerna föredrar att katalysera glukos till koldioxid och vatten under tung träning där mängden syre är otillräcklig, genomgår musklerna samtidigt anaerob glykolys tillsammans med oxidativ fosforylering.
reglering
glukos
mängden glukos som är tillgänglig för processen reglerar glykolys, som blir tillgänglig främst på två sätt: reglering av glukosupptag eller reglering av nedbrytningen av glykogen. Glukostransportörer (GLUT) transporterar glukos från utsidan av cellen till insidan., Celler som innehåller GLUT kan öka antalet GLUT i cellens plasmamembran från den intracellulära matrisen, vilket ökar upptaget av glukos och tillförseln av glukos som är tillgänglig för glykolys. Det finns fem typer av GLUTs. GLUT1 är närvarande i RBC, blod-hjärnbarriär och blodplacentalbarriär. GLUT2 är i levern, beta-celler i bukspottkörteln, njurarna och mag-tarmkanalen. GLUT3 är närvarande i neuroner. GLUT4 är i adipocyter, hjärta och skelettmuskel. GLUT5 transporterar specifikt fruktos till celler., En annan form av reglering är nedbrytningen av glykogen. Celler kan lagra extra glukos i form av glykogen när glukosnivåerna är höga i cellplasman. Omvänt, när nivåerna är låga, glykogen kan omvandlas tillbaka till glukos. Två enzymer kontrollerar nedbrytningen av glykogen: glykogenfosforylas och glykogensyntas. Enzymerna kan regleras genom återkopplingsslingor av glukos eller glukos 1-fosfat, eller via allosterisk reglering av metaboliter eller från fosforylering/defosforyleringskontroll.,
allosteriska regulatorer och syre
som beskrivits tidigare är många enzymer involverade i den glykolytiska vägen genom att omvandla en mellanliggande till en annan. Kontroll av dessa enzymer, såsom hexokinas, fosfofruktokinas, glyceraldehyd-3-fosfatdehydrogenas och pyruvatkinas, kan reglera glykolys. Mängden syre tillgängligt kan också reglera glykolys. ”Pasteur effekt” beskriver hur tillgången på syre minskar effekten av glykolys, och minskad tillgänglighet leder till en acceleration av glykolys, åtminstone initialt., De mekanismer som är ansvariga för denna effekt innefattar involvering av allosteriska regulatorer av glykolys (enzymer som hexokinas). Den ”Pasteur effekten” verkar oftast förekomma i vävnad med hög mitokondriell kapacitet, såsom myocyter eller hepatocyter, men denna effekt är inte universell i oxidativ vävnad, såsom bukspottskörtelceller.
enzyminduktion
en annan mekanism för att kontrollera glykolytiska hastigheter är transkriptionell kontroll av glykolytiska enzymer. Genom att ändra koncentrationen av viktiga enzymer kan cellen förändras och anpassa sig till förändringar i hormonell status., Till exempel kan ökande glukos – och insulinnivåer öka aktiviteten av hexokinas och pyruvatkinas, vilket ökar produktionen av pyruvat.
PFK-1
fruktos 2,6-bisfosfate är en allosterisk regulator av PFK-1. Höga nivåer av fruktos 2,6-bisfosfat ökar aktiviteten hos PFK-1. Dess produktion sker genom verkan av fosfofruktokinas-2 (PFK-2). PFK-2 har både Kinas-och fosforylasaktivitet och kan omvandla fruktos 6 fosfater till fruktos 2,6-bisfosfat och vice versa., Insulin defosforylater PFK-2, och detta aktiverar sin kinasaktivitet, vilket ökar nivåerna av fruktos 2,6-bisfosfat, som därefter fortsätter att aktivera PFK-1. Glukagon kan också fosforylat PFK-2, och detta aktiverar fosfatas, vilket omvandlar fruktos 2,6-bisfosfat tillbaka till fruktos 6-fosfat. Denna reaktion minskar fruktos 2,6-bisfosfatnivåer och minskar PFK-1 aktivitet.