ไกลโคไลซิส

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ขั้นตอนของไกลโคไลซิส

ไกลโคไลซิส (อังกฤษ: Glycolysis) เป็นกระบวนการปฏิกิริยาเคมีที่พบทั้งในโพรแคริโอตและยูแคริโอตโดยในยูแคริโอตนั้นพบบริเวณไซโทซอลของเซลล์ เป็นกระบวนการสังเคราะห์โมเลกุล ATP กับ NADH จากโมเลกุลของกลูโคสกล่าวโดยสรุปแล้วหนึ่งโมเลกุลของกลูโคสเมื่อผ่านกระบวนการไกลโคไลซิสแล้วได้สองโมเลกุลของ ATP, NADH และ ไพรูเวต เป็นการย่อยสลายโมเลกุลของกลูโคส (คาร์บอน 6 ตัว) ไปเป็นไพรูเวต (คาร์บอน 3 ตัว)

ปฏิกิริยาในไกลโคไลซิส[แก้]

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
D-glucose wpmp.png + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi Biochem reaction arrow forward NNNN horiz med.png 2 Pyruvate wpmp.png + 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[แก้]

ไพรูเวตที่ได้จากไกลโคไลซิสจะมีการเปลี่ยนแปลงไปได้ 3 ทาง ดังนี้

  • ในสภาวะที่มีออกซิเจนไพรูเวต (คาร์บอน 3 ตัว) ถูกเปลี่ยนเป็น อะเซติลโคเอ (acetyl-CoA) (คาร์บอน 2 ตัว) ได้คาร์บอนไดออกไซด์ 1 โมเลกุล จากนั้น อะเซติลโคเอ จะถูกเปลี่ยนเป็นอะซีเตต (acetate) เพื่อเข้าวัฏจักรเครบส์
  • ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน เช่นกล้ามเนื้อลายที่ทำงานหนัก ส่วนของพืชที่จมอยู่ใต้น้ำ หรือในแบคทีเรียที่หมักกรดแลกติก ไพรูเวตจะเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายแทนออกซิเจนได้เป็นกรดแลกติก ในกล้ามเนื้อกรดแลกติกนี้จะถูกส่งมายังตับเพื่อเปลี่ยนเป็นกลูโคสเมื่อได้ออกซิเจนเพียงพอ
  • ในยีสต์ และจุลินทรีย์อื่นๆที่เกิดการหมัก จะเปลี่ยนไพรูเวตไปเป็นอะซีตัลดีไฮด์ (acetaldehyde) จากนั้นอะซีตัลดีไฮด์จะมาเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายได้เป็นเอทานอล เอนไซม์ที่ใช้ในการหมักแอลกอฮอล์นี้พบได้ทั้งในยีสต์ที่หมักเบียร์ หมักขนมปัง และในสิ่งมีชีวิตอื่นทุกชนิดที่หมักแอลกอฮอล์ได้ รวมถึงพืชบางชนิด แต่ไม่พบในสัตว์และสิ่งมีชีวิตที่เกิดการหมักกรดแลกติกได้

การเข้าสู่วิถีไกลโคไลซีสของคาร์โบไฮเดรทอื่นๆ[แก้]

ถ้าเป็นคาร์โบไฮเดรทโมเลกุลใหญ่ เช่นแป้งหรือไกลโคเจน จะต้องถูกย่อยสลายด้วยวิธีฟอสโฟโรลัยซีสก่อน สำหรับไดแซคคาไรด์ต้องถูกย่อยสลายเป็นโมโนแซคคาไรด์แล้วเข้าวิถีไกลโคไลซีส โดยในบรรดาโมโนแซคคาไรด์ทั้งหลาย กาแลคโตสเข้าวิถีไกลโคไลซีสด้วยวิธีที่แตกต่างออกไปโดยอาศัย 4 ปฏิกิริยา สมการสุทธิ 2 กาแลกโตส + 2 ATP + UTP และได้ UDP-กาแลคโตส + PP + 2ADP ซึ่ง 1 โมเลกุลของ กาแลคโตส จะได้ 1 โมเลกุลของ กลูโคส[1]

อ้างอืง[แก้]

  1. รศ.สุนันทา ภิญญาวัธน์ ชีวเคมี 2 หน้า 104 คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยรามคำแหง ISBN 978-616-513-461-3