ผลต่างระหว่างรุ่นของ "ไกลโคไลซิส"

บทความนี้ไม่มีการอ้างอิงจากแหล่งที่มาใด กรุณาช่วยปรับปรุงบทความนี้ โดยเพิ่มการอ้างอิงแหล่งที่มาที่น่าเชื่อถือ เนื้อความที่ไม่มีแหล่งที่มาอาจถูกคัดค้านหรือลบออก (เรียนรู้ว่าจะนำสารแม่แบบนี้ออกได้อย่างไรและเมื่อไร)

ไกลโคไลซิส (อังกฤษ: Glycolysis) เป็นกระบวนการปฏิกิริยาเคมีที่พบทั้งในโพรแคริโอตและยูแคริโอต โดยในยูแคริโอตนั้นพบบริเวณไซโทซอลของเซลล์ เป็นกระบวนการสังเคราะห์โมเลกุล ATP กับ NADH จากโมเลกุลของกลูโคส กล่าวโดยสรุปแล้วหนึ่งโมเลกุลของกลูโคสเมื่อผ่านกระบวนการไกลโคไลซิสแล้วได้สองโมเลกุลของ ATP, NADH และ ไพรูเวต เป็นการย่อยสลายโมเลกุลของกลูโคส (คาร์บอน 6 ตัว) ไปเป็นไพรูเวต (คาร์บอน 3 ตัว)

ประวัติ

การค้นพบกระบวนการไกลโคไลซิสใช้เวลาทั้งหมดเกือบ 100 ปี^[1] เป็นผลรวมจากการค้นพบและการทดลองเล็กๆ จำนวนมาก ที่ทำต่อเนื่องกันโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคน จนทำให้เข้าใจกระบวนการทั้งหมดได้

ปฏิกิริยาในไกลโคไลซิส

ปฏิกิริยาในไกลโคไลซิสแบ่งได้เป็นสองช่วงคือ

• ช่วงการเตรียมการ (preparation phase) เป็นขั้นตอนที่ต้องการ ATP และมีการแบ่งกลูโคสออกเป็นน้ำตาลที่มีคาร์บอน 3 ตัว 2 โมเลกุล ปฏิกิริยาในช่วงนี้ได้แก่
  • เติมฟอสเฟตที่คาร์บอนตัวที่ 6 ของกลูโคสได้เป็นกลูโคส -6-ฟอสเฟต ใช้ไป 1 ATP
  • เปลี่ยนกลูโคส – 6 – ฟอสเฟตไปเป็น ฟรุกโตส – 6 – ฟอสเฟต
  • เพิ่มฟอสเฟตให้ ฟรุกโตส – 6 – ฟอสเฟต เป็นฟรุกโตส – 1,6- บิสฟอสเฟต ใช้ไป 1 ATP
  • แตกโมเลกุลของ ฟรุกโตส – 1,6- บิสฟอสเฟต ไปเป็นไดไฮดรอกซีอะซีโตนฟอสเฟต (dihydroxyacetonephosphate) กับ กลีเซอรอลดีไฮด์- 3- ฟอสเฟต (glyceraldehydes – 3- phosphate)
  • ไดไฮดรอกซีอะซีโตนฟอสเฟต เปลี่ยนมาเป็น กลีเซอรอลดีไฮด์- 3- ฟอสเฟต
• ช่วงที่ได้คืน (payoff phase) เกิดปฏิกิริยาดังต่อไปนี้
  • เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น เปลี่ยน กลีเซอรอลดีไฮด์- 3- ฟอสเฟตเป็น 1,3-บิสฟอสโฟกลีเซอเรต (1,3-bisphosphoglycerate) ได้ NADH + H+ 1 โมเลกุล
  • ย้ายหมู่ฟอสเฟตจาก 1,3-บิสฟอสโฟกลีเซอเรต ไปยัง ADP ได้ ATP กับ 3-ฟอสโฟกลีเซอเรต (3-phosphoglycerate)
  • เปลี่ยน 3-ฟอสโฟกลีเซอเรต เป็น 2-ฟอสโฟกลีเซอเรต
  • เปลี่ยน 2-ฟอสโฟกลีเซอเรต ไปเป็น ฟอสโฟอีนอลไพรูเวต (phosphoenolpyruvate)
  • ย้ายหมู่ฟอสเฟตจากฟอสโฟอีนอลไพรูเวตไปยัง ADP ได้ 1 ATP และไพรูเวต

ภาพรวมของปฏิกิริยาเป็นดังนี้

D-กลูโคส				ไพรูเวต
	+ 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi		2		+ 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O

โดยสรุป ต่อกลูโคส 1 โมเลกุล ใช้พลังงานไป 2 ATP ส่วนในขั้นตอนจะได้ 4 ATP (ได้ 2 ATP ต่อกลีเซอรอลดีไฮด์- 3- ฟอสเฟต 1 โมเลกุล ทั้งนี้ กลูโคส 1 โมเลกุลจะได้ กลีเซอรอลดีไฮด์- 3- ฟอสเฟต 2 โมเลกุล จึงได้ทั้งหมด 4 ATP) และได้ NADH + H+ 2 โมเลกุลเนื่องจาก NADH + H+ เมื่อเข้าสู่กระบวนการถ่ายเทอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชั่นจะมีการขับโปรตรอนออกสู่ช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้ม 3 ครั้ง ซึ่งเมื่อเกิดการไหลกลับการโปรตรอนจะเทียบเท่ากับพลังงาน 3 ATP เพราะฉะนั้น ปฏิกิริยาไกลโคไลซิสจึงได้พลังงานทั้งสิ้น 4 + 6 เป็น 10 ATP ใช้ไป 2 ATP พลังงานสุทธิเป็น 8 ATP

การเปลี่ยนแปลงของไพรูเวต

ไพรูเวตที่ได้จากไกลโคไลซิสจะมีการเปลี่ยนแปลงไปได้ 3 ทาง ดังนี้

• ในสภาวะที่มีออกซิเจนไพรูเวต (คาร์บอน 3 ตัว) ถูกเปลี่ยนเป็น อะซิติลโคเอนไซม์ เอ (acetyl-CoA) (คาร์บอน 2 ตัว) ได้คาร์บอนไดออกไซด์ 1 โมเลกุล จากนั้น อะเซติลโคเอ จะถูกเปลี่ยนเป็นแอซิเตต (acetate) เพื่อเข้าวัฏจักรเครบส์
• ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน เช่นกล้ามเนื้อลายที่ทำงานหนัก ส่วนของพืชที่จมอยู่ใต้น้ำ หรือในแบคทีเรียที่หมักกรดแล็กติก ไพรูเวตจะเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายแทนออกซิเจนได้เป็นกรดแล็กติก ในกล้ามเนื้อกรดแล็กติกนี้จะถูกส่งมายังตับเพื่อเปลี่ยนเป็นกลูโคสเมื่อได้ออกซิเจนเพียงพอ
• ในยีสต์ และจุลินทรีย์อื่น ๆ ที่เกิดการหมัก จะเปลี่ยนไพรูเวตไปเป็นอะซีตัลดีไฮด์ (acetaldehyde) จากนั้นอะซีตัลดีไฮด์จะมาเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายได้เป็นเอทานอล เอนไซม์ที่ใช้ในการหมักแอลกอฮอล์นี้พบได้ทั้งในยีสต์ที่หมักเบียร์ หมักขนมปัง และในสิ่งมีชีวิตอื่นทุกชนิดที่หมักแอลกอฮอล์ได้ รวมถึงพืชบางชนิด แต่ไม่พบในสัตว์และสิ่งมีชีวิตที่เกิดการหมักกรดแล็กติกได้

การเข้าสู่วิถีไกลโคไลซิสของคาร์โบไฮเดรทอื่น ๆ

ถ้าเป็นคาร์โบไฮเดรทโมเลกุลใหญ่ เช่นแป้งหรือไกลโคเจน จะต้องถูกย่อยสลายด้วยวิธีฟอสโฟโรไลซิสก่อน สำหรับไดแซคคาไรด์ต้องถูกย่อยสลายเป็นโมโนแซคคาไรด์แล้วเข้าวิถีไกลโคไลซิส โดยในบรรดาโมโนแซคคาไรด์ทั้งหลาย กาแลคโตสเข้าวิถีไกลโคไลซิสด้วยวิธีที่แตกต่างออกไปโดยอาศัย 4 ปฏิกิริยา สมการสุทธิ 2 กาแลกโตส + 2 ATP + UTP และได้ UDP-กาแลคโตส + PP + 2ADP ซึ่ง 1 โมเลกุลของ กาแลคโตส จะได้ 1 โมเลกุลของ กลูโคส^[2]

อ้างอิง