Rozdíl mezi glykolýzou a Krebsovým cyklem (kyselina citronová)

• 2020

Hlavní rozdíl mezi glykolýzou a Krebsovým cyklem je: Glykolýza je první krok v procesu dýchání a vyskytuje se v cytoplazmě buňky. Zatímco Krebsův cyklus je druhým procesem dýchání, ke kterému dochází v mitochondriích buňky. Oba jsou procesy zapojené do dýchání s cílem splnit energetickou náročnost těla.

Glykolýza je tedy definována jako řetěz reakcí, pro přeměnu glukózy (nebo glykogenu) na pyruvát laktát, a tedy produkci ATP. Na druhé straně, Krebův cyklus nebo cyklus kyseliny citronové zahrnuje oxidaci acetyl CoA na CO2 a H2O.

Dýchání je důležitý proces všech živých bytostí, kde se využívá kyslík a z těla se uvolňuje oxid uhličitý. Během tohoto procesu se uvolňuje energie, která se používá k provádění různých funkcí těla. Kromě výše uvedených dvou mechanismů existují různé další mechanismy dýchání, jako je elektronový transportní systém, pentózofosfátová cesta, anaerobní rozklad kyseliny pyruvové a terminální oxidace.

V poskytnutém obsahu probereme obecný rozdíl mezi dvěma nejdůležitějšími mechanismy dýchání, kterými jsou glykolýza a Krebsův cyklus.

Srovnávací tabulka

Definice glykolýzy

Glykolýza je známá také jako „Embden-Meyerhof-Parnas Pathway “. Je to jedinečná cesta, která se vyskytuje aerobně i anaerobně, bez zapojení molekulárního kyslíku. Je to hlavní cesta metabolismu glukózy a vyskytuje se v cytosolu všech buněk. Základní koncept tohoto procesu spočívá v tom, že se jedna molekula glukózy částečně oxiduje na dva moly pyruvátu, což je podpořeno přítomností enzymů.

Glykolýza je proces, který probíhá v 10 jednoduchých krocích. V tomto cyklu se v cytoplazmatických organelách zvaných glykosom vyskytuje prvních sedm kroků glykolýzy. Zatímco další tři reakce, jako je hexokináza, fosfhofruktokináza a pyruvát kináza, jsou nevratné.

Celý cyklus je rozdělen do dvou fází, prvních pět kroků je známo jako přípravná fáze a druhý je označován jako fáze výplaty . V prvních pěti krocích této cesty dochází k fosforylaci glukózy dvakrát a je převedena na fruktózu 1, 6-bifosfát, takže lze říci, že zde je energie spotřebována kvůli fosforylaci a ATP je dárcem fosforylové skupiny.

Dále se fruktóza 1, 6-bifosfát štěpí za vzniku dvou 2, 3-uhlíkových molekul. Dihydroxyaceton fosfát, který je jedním z produktů, se převádí na glyceraldehyd 3-fosfát. Tímto způsobem se získají dvě molekuly glyceraldehyd-3-fosforečnanu, které se dále zpracovávají na pětikrokovou výplatní fázi.

Fáze výplaty je fáze energetického zisku glykolýzy a v posledním kroku vede k ATP a NADH. Za prvé, glyceraldehyd 3-fosfát je oxidován NAD + jako elektronovým akceptorem (za vzniku NADH) a anorganický fosfát je začleněn za vzniku molekuly vysoké energie jako 1, 3-bifosfoglycerát. Následně je vysokoenergetický fosfát na uhlíku darován ADP, aby byl převeden na ATP. Tato produkce ATP se nazývá fosforylace na úrovni substrátu.

Glykolýza

Energetický výnos z glykolýzy je tedy 2 ATP a 2 NADH, z jedné molekuly glukózy.

Kroky zapojené do glykolýzy :

Krok 1 : Tento první krok se nazývá fosforylace, jedná se o ireverzibilní reakci vedenou enzymem nazývaným hexokináza. Tento enzym se nachází ve všech typech buněk. V tomto kroku je glukóza fosforylována ATP za vzniku molekuly cukr-fosfát. Záporný náboj přítomný na fosfátu zabraňuje průchodu cukrového fosfátu plazmatickou membránou a tím zabraňuje glukóze uvnitř buňky.

Krok 2 : Tento krok se nazývá izomerizace, v tomto reverzibilním přesmyku chemické struktury se karbonylový kyslík přeměňuje z uhlíku 1 na uhlík 2, čímž se vytvoří ketóza z aldózového cukru.

Krok 3 : Toto je také krok fosforylace, nová hydroxylová skupina na uhlíku 1 je fosforylována ATP za vzniku dvou fosforečnanů cukru třemi uhlíky. Tento krok je regulován enzymem fosfhofructokináza, která kontroluje vstup cukrů do glykolýzy.

Krok 4 : Toto je pojmenováno jako štěpná reakce . Zde se vytvoří dvě molekuly s třemi atomy uhlíku štěpením šesti atomů uhlíku. Okamžitě glykolýzou může postupovat pouze glyceraldehyd 3-fosfát.

Krok 5 : Toto je také isomerizační reakce, kde je dalším produktem kroku 4, dihydroxyacetonfosfát isomerizovaný za vzniku glyceraldehyd-3-fosfátu.

Krok 6 : Od tohoto kroku začne fáze výroby energie. Takže dvě molekuly glyceraldehyd-3-fosfátu jsou oxidovány. Reakcí se skupinou -SH jodoacetát inhibuje funkci enzymu glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenázy.

Krok 7 : ATP je tvořen z vysoce energetické fosfátové skupiny, která byla vytvořena v kroku 6.

Krok 8 : Vazba fosfátového esteru v 3-fosfoglycerátu, která má volnou energii, je přesunuta z uhlíku 3 za vzniku 2-fosfoglycerátu.

Krok 9 : Enolfosfátová vazba se vytvoří odstraněním vody z 2-fosfoglycerátu. Enolasa (enzym katalyzující tento krok) je inhibována fluoridem.

Krok 10 : Vytvoří ATP, s převodem ADP na vysokoenergetickou fosfátovou skupinu, generovanou v kroku 9.

Definice Krebsova cyklu

Tento cyklus se vyskytuje v matrici mitochondrie (cytosol v prokaryotech) . Čistým výsledkem je produkce CO2, když acetylová skupina vstupující do cyklu jako Acetyl CoA. Přitom dochází k oxidaci kyseliny pyrohroznové na oxid uhličitý a vodu.

Krebsův cyklus objevil HA Krebs (německý biochemik) v roce 1936 . Jak cyklus začíná tvorbou kyseliny citronové, nazývá se to cyklus kyseliny citronové. Cyklus také obsahuje tři karboxylové skupiny (COOH), tedy také nazývané jako cyklus trikarboxylové kyseliny (cyklus TCA).

Cyklus kyseliny citronové (Krebs)

Kroky zapojené do Krebsova cyklu :

Krok 1 : Citrát se vyrábí v tomto kroku, když Acetyl CoA přidá k oxaloacetátu svou acetylovou skupinu s dvěma uhlíky.

Krok 2 : Citrát je přeměněn na svůj izocitrát (an, isomer citrátu) odstraněním jedné molekuly vody a přidáním druhé.

Krok 3 : NAD + je redukována na NA, když je izocitrát oxidován a ztrácí molekulu CO2.

Krok 4 : CO2 se znovu ztrácí, výsledná sloučenina se oxiduje a NAD + se redukuje na NADH. Zbývající molekula se připojí ke koenzymu A nestabilní vazbou. Alfa-ketoglutarát dehydrogenáza katalyzuje reakci.

Krok 5 : GTP je generován přemístěním CoA fosfátovou skupinou a převeden na HDP.

Krok 6 : V tomto kroku se vytvoří FADH2 a oxidující sukcinát, když se dva vodíky převedou na FAD.

Krok 7 : Substrát se oxiduje a NAD + se redukuje na NADH a oxaloacetát se regeneruje.

Klíčový rozdíl mezi glykolýzou a Krebsovým cyklem

1. Glykolýza je známá také jako EMP (Embden-Meyerhof-Parnas Pathway nebo Cytoplasmic pathway) začíná rozpadem glukózy na pyruvát; Krebsův cyklus je také známý jako cyklus TCA (kyselina trikarboxylová). Mitochondriální dýchání začíná oxidovat pyruvát na CO2.
2. Čistý zisk celého cyklu jsou dvě molekuly ATP a dvě molekuly NADH, pro každou molekulu glukózy, která se rozkládá, zatímco v Krebsově cyklu šest molekul NADH2, 2 molekuly FADH2 pro každý dva enzymy acetyl-CoA.
3. Celkový počet vyrobených ATP je 8 a v Krebsově cyklu je celkový ATP 24.
4. Při glykolýze se nevyvíjí žádný oxid uhličitý, zatímco v Krebsově cyklu se vyvíjí oxid uhličitý.
5. Místo výskytu glykolýzy je uvnitř cytoplazmy; Krebsův cyklus se vyskytuje uvnitř mitochondrie (cytosol v prokaryotech).
6. Glykolýza může nastat v přítomnosti kyslíku, tj. Aerobního nebo v nepřítomnosti kyslíku, tj. Anaerobního ; Krebsův cyklus probíhá aerobně .
7. Molekula glukózy se rozkládá na dvě molekuly organické látky, pyruvát v glykolýze, zatímco degradace pyruvátu je zcela na anorganické látky, které jsou CO2 a H2O.
8. V glykolýze jsou 2 molekuly ATP spotřebovány pro fosforylaci, zatímco Krebův cyklus není spotřebou ATP .
9. Žádná role oxidační fosforylace v glykolýze; tam je hlavní role oxidativní fosforylace a oxaloacetate je považován za hrající katalytickou roli v Krebsově cyklu.
10. Stejně jako v glykolýze je glukóza rozštěpena na pyruvát, a proto je glykolýza považována za první krok dýchání ; Krebsův cyklus je druhým krokem dýchání při výrobě ATP.
11. Glykolýza je přímá nebo lineární cesta ; zatímco Krebsův cyklus je kruhová cesta .

Závěr

Obě dráhy produkují energii pro buňku, kde glykolýza je rozpad molekuly glukózy za vzniku dvou molekul pyruvátu, zatímco Krebův cyklus je proces, ve kterém acetyl CoA produkuje citrát přidáním jeho uhlíkové acetylové skupiny k oxaloacetátu. Glykolýza je nezbytná pro mozek, který závisí na glukóze pro energii.

Krebův cyklus je důležitou metabolickou cestou při dodávání energie do těla, přibližně 65–70% ATP je syntetizováno v Krebsově cyklu. Cyklus kyseliny citronové nebo Krebsův cyklus je konečná oxidační cesta, která spojuje téměř všechny jednotlivé metabolické cesty.