Glukosaren katabolismoa: glukolisia, Krebs zikloa eta arnasketa zelularra

Katabolismoak molekula handiak txikiagoetan banatzen ditu, energia askatuz. Horren barruan, glukosa izaki bizidunek gehien erabiltzen duten erregaia da.

Glukosaren jatorria katabolismoan

Katabolismoan erabilitako glukosa hainbat iturritatik etor daiteke:

• Heterotrofoak: janariaren elikagaietatik.
• Autotrofoak: fotosintesitik.
• Glukoneogenesia: beste molekula batzuen aldaketatik.
• Glukogenolisia: erreserba moduan gordetako glukogeno eta almidoiaren hidrolisitik.

Glukogenolisia

Helburua: glukogenotik glukosak askatzea.

Entzimak

• Glukogeno fosforilasa: α(1-4) loturen haustura katalizatzen du, glukosa-1-P molekulak lortuz.
• Transferasa: α(1-6) loturara heltzean, hiru glukosa-unitate adar nagusira transferitzen ditu.
• α(1-6) glukosidasa: α(1-6) lotura hidrolizatzen du.
• Fosforilasak: α(1-4) loturak hidrolizatzen ditu.
• Fosfoglukomutasa: glukosa-1-fosfatoa glukosa-6-fosfatoa bihurtzen du, glukolisian sartzeko.

Glukosaren oxidazioa

Glukosaren oxidazioak hiru fase ditu: glukolisia, Krebs zikloa eta elektroien garraioa eta fosforilazio oxidatzailea.

1. Glukolisia

Embden-Meyerhof bidea ere deitua. Prozesu anaerobikoa da, ez du oxigenorik behar eta zitoplasma zelularrean gertatzen da.

Erreakzio orokorra

Glukosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD⁺ → 2 azido pirubiko + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 H₂O

Glukolisiaren balantzea

Glukosa molekula bakoitzeko: 2 azido pirubiko, 2 ATP, 2 NADH.

Glukosa glukogenolisitik badator, 3 ATP lortzen dira.

NADH berriz oxidatu behar da glukolisian berriro erabiltzeko:

• Aerobikoetan: elektroien kate garraiatzailean.
• Anaerobikoetan: hartziduran.

2. Pirubikoaren deskarboxilazioa

Glukolisian sortzen den azido pirubikoa matrize mitokondrialean sartzen da, eta bertan deskarboxilatu egiten da, CO₂ molekula bat askatuz.

Balantzea: 2 azetil-CoA + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 CO₂

3. Krebs zikloa

Azido trikarboxilikoen zikloa ere deitua. Matrize mitokondrialean ematen da eta 8 erreakziok osatzen dute.

Glukosa molekula bakoitzeko bi azetil-CoA sortzen dira, eta zikloaren balantzea: 4 CO₂, 2 ATP, 6 NADH + 6 H⁺, 2 FADH₂.

Ikusten denez, Krebs zikloan energia oso gutxi sortzen da ATP moduan (2 ATP bakarrik). Energia, erredukzioko koentzimen (NADH, FADH₂) elektroi eta protoietan bilduta geratzen da; horiek hurrengo etapan oxigenoraino joango dira arnasketa kateen bidez. Zikloan, A koentzima berreskuratzen da.

Zikloaren izaera anfibolikoa

• Funtzio katabolikoa: glukidoen, lipidoen eta aminoazido batzuen katabolismoa biltzen da, Azetil-CoA aurrekoen narriaduratik datorrelako.
• Funtzio anabolikoa: bide biosintetikoetarako aurrekari-iturria da. Adibidez, oxalazetatotik glukosa eta aminoazidoak lor daitezke, eta zitratotik gantz-azidoak eta esterolak sintetiza daitezke.

4. Elektroien garraioa eta fosforilazio oxidatzailea

Mitokondrioen barne mintzean ematen da.

Helburua: NADH + H⁺ eta FADH₂ koentzimen energia altuko elektroiak elektroi-garraioko kate batetik garraiatzea O₂-raino, hura H₂O-ra erreduzitzea, eta askatutako energiarekin ATP sintetizatzea.

Balantzea: 1 NADH → 3 ATP; 1 FADH₂ → 2 ATP; 3 H₂O.

Elektroien garraio katea

Lau konplexuk osatzen dute; proteina garraiatzaile eta koentzima multzoak dira, energia maila jakinekin. Elektroiak oxidazio-erredukzio erreakzioen bidez jariatzen dira, energia maila altuko konposatuetatik energia maila baxukoetara, O₂-raino.

Protoien garraioa eta ATP sintesia

Elektroien garraioan askatutako energia matrizetik mintzarteko espaziora protoiak ponpatzeko erabiltzen da. Sortutako gradiente elektrokimikoaren eraginez, protoiek matrizera itzultzeko joera dute, baina barne mintz mitokondriala protoientzat iragazkorra ez denez, ATP sintetasaren bidez bakarrik itzul daitezke.

Protoien garraioan askatutako energia ATP sintetasak ATP sintetizatzeko erabiltzen du.