Różnica między glikolizą a cyklem Krebsa (kwas cytrynowy)

• 2020

Główną różnicą między glikolizą a cyklem Krebsa jest: Glikoliza jest pierwszym etapem zaangażowanym w proces oddychania i występuje w cytoplazmie komórki. Natomiast cykl Krebsa to drugi proces oddychania, który zachodzi w mitochondriach komórki. Oba są procesem związanym z oddychaniem w celu zaspokojenia zapotrzebowania energetycznego organizmu.

Glikolizę definiuje się jako łańcuch reakcji, służący do konwersji glukozy (lub glikogenu) do pirogronianu mleczanu, a tym samym wytwarzania ATP. Z drugiej strony cykl Krebsa lub cykl kwasu cytrynowego obejmuje utlenianie acetylo-CoA do CO2 i H2O.

Oddychanie jest ważnym procesem dla wszystkich żywych istot, w których wykorzystuje się tlen, a dwutlenek węgla jest uwalniany z organizmu. Podczas tego procesu uwalniana jest energia, która służy do wykonywania różnych funkcji organizmu. Oprócz powyższych dwóch mechanizmów istnieją różne inne mechanizmy oddychania, takie jak układ transportu elektronów, szlak fosforanu pentozy, beztlenowy rozkład kwasu pirogronowego i końcowe utlenianie.

W dostarczonej treści omówimy ogólną różnicę między dwoma najważniejszymi mechanizmami oddychania, którymi są glikoliza i cykl Krebsa.

Wykres porównania

Definicja glikolizy

Glikoliza jest również znana jako „Szlak Embden-Meyerhof-Parnas ”. Jest to unikalna ścieżka zachodząca zarówno tlenowo, jak i beztlenowo, bez udziału tlenu cząsteczkowego. Jest to główny szlak metabolizmu glukozy i występuje w cytozolu wszystkich komórek. Podstawowa koncepcja tego procesu polega na tym, że jedna cząsteczka glukozy zostaje częściowo utleniona do dwóch moli pirogronianu, wzmocnionego przez obecność enzymów.

Glikoliza to proces zachodzący w 10 prostych krokach. W tym cyklu pierwsze siedem etapów reakcji glikolizy zachodzi w organellach cytoplazmatycznych zwanych glikosomem . Podczas gdy pozostałe trzy reakcje, takie jak heksokinaza, fosfofruktokinaza i kinaza pirogronianowa, są nieodwracalne.

Cały cykl jest podzielony na dwie fazy, pierwsze pięć kroków jest znanych jako faza przygotowawcza, a drugi jest znany jako faza wypłaty . W pierwszych pięciu etapach tego szlaku fosforylacja glukozy zachodzi dwukrotnie i jest przekształcana w 1, 6-bifosforan fruktozy, więc możemy powiedzieć, że tutaj energia jest zużywana z powodu fosforylacji, a ATP jest dawcą grupy fosforylowej.

Dalej, 1, 6-bifosforan fruktozy ulega rozszczepieniu, w wyniku czego powstają dwie cząsteczki 2, 3-węgla. Fosforan dihydroksyacetonu, który jest jednym z produktów, przekształca się w 3-fosforan gliceraldehydów. Daje to dwie cząsteczki 3-fosforanu aldehydu gliceralnego, które są następnie przetwarzane do pięciostopniowej fazy wypłaty.

Faza spłaty jest fazą przyrostu energii glikolizy i daje ATP i NADH w ostatnim etapie. Po pierwsze, 3-fosforan gliceraldehydu utlenia się za pomocą NAD + jako akceptora elektronów (z wytworzeniem NADH) i wprowadza się nieorganiczny fosforan z wytworzeniem cząsteczki o wysokiej energii jako 1, 3-bifosfoglicerynian. Następnie wysokoenergetyczny fosforan na węglu jeden jest przekazywany do ADP w celu przekształcenia w ATP. Ta produkcja ATP nazywa się fosforylacją na poziomie substratu.

Szlak glikolizy

Zatem wydajność energetyczna z glikolizy wynosi 2 ATP i 2 NADH, z jednej cząsteczki glukozy.

Kroki zaangażowane w glikolizę :

Krok 1 : Ten pierwszy etap nazywa się fosforylacją, jest to nieodwracalna reakcja prowadzona przez enzym zwany heksokinazą. Enzym ten znajduje się we wszystkich typach komórek. Na tym etapie glukoza jest fosforylowana przez ATP z wytworzeniem cząsteczki cukrowo-fosforanowej. Ujemny ładunek obecny na fosforanie zapobiega przenikaniu fosforanu cukru przez błonę plazmatyczną, a tym samym angażuje glukozę wewnątrz komórki.

Krok 2 : Ten etap nazywa się izomeryzacją, w tym odwracalnym przegrupowaniu struktury chemicznej przenosi tlen karbonylowy z węgla 1 na węgiel 2, tworząc ketozę z cukru aldozowego.

Etap 3 : Jest to również etap fosforylacji, nowa grupa hydroksylowa na węglu 1 jest fosforylowana przez ATP w celu utworzenia dwóch trójwęglowych fosforanów cukru. Ten etap jest regulowany przez enzym fosfofruktokinazę, która sprawdza wejście cukrów do glikolizy.

Krok 4 : Nazywa się to reakcją odszczepiania . Tutaj powstają dwie trójwęglowe cząsteczki przez odszczepienie sześciowęglowego cukru. Tylko 3-fosforan aldehydu gliceralnego może przejść bezpośrednio przez glikolizę.

Etap 5 : Jest to również reakcja izomeryzacji, w której inny produkt z etapu 4, fosforan dihydroksyacetonu, jest izomeryzowany z wytworzeniem 3-fosforanu gliceraldehydu.

Krok 6 : Na tym etapie rozpocznie się faza wytwarzania energii. Dwie cząsteczki 3-fosforanu gliceraldehydu są więc utlenione. Reagując z grupą -SH, jodooctan hamuje funkcję enzymu dehydrogenazy aldehydu gliceraldehydo-3-fosforanowego.

Etap 7 : ATP powstaje z wysokoenergetycznej grupy fosforanowej, która została wytworzona w etapie 6.

Etap 8 : Wiązanie estru fosforanowego w 3-fosfoglicerynie, mające swobodną energię, jest przenoszone z węgla 3 do utworzenia 2-fosfoglicerynianu.

Krok 9 : Powstaje wiązanie fosforanowe Enolu z usunięciem wody z 2-fosfoglicerynianu. Enolaza (enzym katalizujący ten etap) jest hamowana przez fluor.

Krok 10 : Tworzy ATP z przeniesieniem ADP do wysokoenergetycznej grupy fosforanowej, wytworzonej w kroku 9.

Definicja cyklu Krebsa

Cykl ten występuje w matrycy mitochondriów (cytosol u prokariotów) . Wynikiem netto jest wytwarzanie CO2, gdy grupa acetylowa wchodzi do cyklu jako Acetyl CoA. Podczas tego dochodzi do utleniania kwasu pirogronowego do dwutlenku węgla i wody.

Cykl Krebsa został odkryty przez HA Krebsa (urodzony w Niemczech biochemik) w 1936 roku . Ponieważ cykl rozpoczyna się od powstania kwasu cytrynowego, nazywa się to cyklem kwasu cytrynowego. Cykl zawiera także trzy grupy karboksylowe (COOH), stąd też nazywany jest cyklem kwasu trikarboksylowego (cykl TCA).

Cykl kwasu cytrynowego (Krebsa)

Kroki zaangażowane w cykl Krebsa :

Etap 1 : Cytrynian wytwarza się w tym etapie, gdy Acetylo CoA dodaje swoją dwuwęglową grupę acetylową do szczawiooctanu.

Etap 2 : Cytrynian przekształca się w jego izocytrat (anomer cytrynianu) poprzez usunięcie jednej cząsteczki wody i dodanie drugiej.

Krok 3 : NAD + jest redukowany do NA, gdy izocitrate utlenia się i traci cząsteczkę CO2.

Krok 4 : CO2 ponownie się traci, powstały związek utlenia się, a NAD + redukuje się do NADH. Pozostała cząsteczka zostaje przyłączona do koenzymu A poprzez niestabilne wiązanie. Dehydrogenaza alfa-ketoglutaranowa katalizuje reakcję.

Krok 5 : GTP jest generowany przez przemieszczenie CoA przez grupę fosforanową i przenoszony na PKB.

Etap 6 : W tym etapie powstają FADH2 i utleniający bursztynian, gdy dwa wodory są przenoszone do FAD.

Krok 7 : Podłoże ulega utlenieniu, NAD + zostaje zredukowany do NADH, a szczawiooctan jest regenerowany.

Kluczowa różnica między glikolizą a cyklem Krebsa

1. Glikoliza jest również znana jako EMP (szlak Embden-Meyerhof-Parnas lub szlak cytoplazmatyczny) zaczyna się od rozpadu glukozy na pirogronian; Cykl Krebsa jest również znany jako cykl TCA (kwas trikarboksylowy). Oddychanie mitochondrialne rozpoczyna utlenianie pirogronianu do CO2.
2. Zysk netto całego cyklu to dwie cząsteczki ATP i dwie cząsteczki NADH, na każdą cząsteczkę glukozy, która jest rozkładana, podczas gdy w cyklu Krebsa sześć cząsteczek NADH2, 2 cząsteczki FADH2 na każde dwa enzymy acetylo-CoA.
3. Łączna liczba wyprodukowanych ATP wynosi 8, aw cyklu Krebsa całkowita ATP wynosi 24.
4. Podczas glikolizy nie wydziela się żaden dwutlenek węgla, podczas gdy w cyklu Krebsa wydziela się dwutlenek węgla.
5. Miejsce wystąpienia glikolizy znajduje się w cytoplazmie; Cykl Krebsa występuje w mitochondriach (cytosol u prokariotów).
6. Glikoliza może zachodzić w obecności tlenu, tj. Tlenowego lub bez tlenu, tj. Beztlenowego ; Cykl Krebsa występuje tlenowo .
7. Cząsteczka glukozy jest rozkładana na dwie cząsteczki substancji organicznej, pirogronian w glikolizie, podczas gdy degradacja pirogronianu odbywa się całkowicie w substancje nieorganiczne, którymi są CO2 i H2O.
8. W glikolizie 2 cząsteczki ATP są zużywane do fosforylacji, podczas gdy w cyklu Krebsa nie ma zużycia ATP .
9. Brak roli fosforylacji oksydacyjnej w glikolizie; główną rolę odgrywa oksydacyjna fosforylacja, a także uważa się, że szczawiooctan odgrywa rolę katalityczną w cyklu Krebsa.
10. Podobnie jak w przypadku glikolizy, glukoza jest rozkładana na pirogronian, a zatem glikolizę uważa się za pierwszy etap oddychania ; Cykl Krebsa jest drugim etapem oddychania do produkcji ATP.
11. Glikoliza jest ścieżką prostą lub liniową ; podczas gdy cykl Krebsa jest kolistą ścieżką .

Wniosek

Oba szlaki wytwarzają energię dla komórki, gdzie glikoliza jest rozkładem cząsteczki glukozy z wytworzeniem dwóch cząsteczek pirogronianu, podczas gdy cykl Krebsa jest procesem, w którym acetylo-CoA wytwarza cytrynian poprzez dodanie jego węglowej grupy acetylowej do szczawiooctanu. Glikoliza jest niezbędna dla mózgu, który jest zależny od energii glukozy od glukozy.

Cykl Krebsa jest ważnym szlakiem metabolicznym w dostarczaniu energii do organizmu, około 65-70% ATP jest syntetyzowane w cyklu Krebsa. Cykl kwasu cytrynowego lub cykl Krebsa to końcowy szlak oksydacyjny, który łączy prawie wszystkie indywidualne szlaki metaboliczne.