Oppimistulokset
- Kuvaa pyruvaatin hapettumisprosessi ja tunnista sen reaktantit ja tuotteet
Jos happea on saatavissa, aerobinen hengitys jatkuu. Eukaryoottisoluissa glykolyysin lopussa syntyneet pyruvaattimolekyylit kuljetetaan mitokondrioihin, jotka ovat soluhengityksen paikkoja. Siellä pyruvaatti muutetaan asetyyliryhmäksi, jonka koentsyymi A (CoA) -niminen kantajayhdiste ottaa talteen ja aktivoi. Tuloksena syntyvä yhdiste on nimeltään asetyyli-CoA. CoA valmistetaan B5-vitamiinista, pantoteenihaposta. Solu voi käyttää asetyyli-CoA:ta monin eri tavoin, mutta sen tärkein tehtävä on toimittaa pyruvaatista peräisin oleva asetyyliryhmä glukoosin katabolian polun seuraavaan vaiheeseen.
Pyruvaatin hajoaminen
Voidakseen pyruvaatti (joka on glykolyysin tuote) siirtyä sitruunahappokiertoon (soluhengityksen seuraavaan polkuun), sen on käytävä läpi useita muutoksia. Muutos on kolmivaiheinen prosessi (kuva 1).
Kuva 1. Mitokondriomatriisiin päästyään moni-entsyymikompleksi muuntaa pyruvaatin asetyyli-CoA:ksi. Prosessissa vapautuu hiilidioksidia ja muodostuu yksi molekyyli NADH:ta.
Vaihe 1. Pyruvaatista poistetaan karboksyyliryhmä, jolloin vapautuu molekyyli hiilidioksidia ympäröivään väliaineeseen. Tämän vaiheen tuloksena syntyy entsyymiin (pyruvaattidehydrogenaasi) sitoutunut kahden hiilen hydroksietyyliryhmä. Tämä on ensimmäinen alkuperäisestä glukoosimolekyylistä poistettavista kuudesta hiilestä. Tämä vaihe etenee kaksi kertaa (muistakaa: glykolyysin lopussa syntyy kaksi pyruvaattimolekyyliä) jokaista metaboloitua glukoosimolekyyliä kohti; näin ollen molempien vaiheiden lopussa on poistettu kaksi kuudesta hiilestä.
Vaihe 2. NAD+ pelkistyy NADH:ksi. Hydroksietyyliryhmä hapettuu asetyyliryhmäksi, ja NAD+ poimii elektronit muodostaen NADH:n. NADH:n korkeaenergiset elektronit käytetään myöhemmin ATP:n tuottamiseen.
Vaihe 3. Asetyyliryhmä siirretään konentsyymi A:han, jolloin syntyy asetyyli-CoA. Entsyymiin sitoutunut asetyyliryhmä siirretään CoA:han, jolloin syntyy molekyyli asetyyli-CoA:ta.
Huomaa, että glukoosiaineenvaihdunnan toisen vaiheen aikana aina kun hiiliatomi poistuu, se sitoutuu kahteen happiatomiin, jolloin syntyy hiilidioksidia, joka on yksi soluhengityksen tärkeimmistä lopputuotteista.
AsetyylikoA:sta hiilidioksidiksi
Hapen läsnä ollessa asetyylikoA luovuttaa asetyyliryhmänsä nelihiiliseen molekyyliin, oksaloasetaattiin, muodostaen sitraattia, kuusihiilistä molekyyliä, jossa on kolme karboksyyliryhmää; tämä reitti kerää loputkin talteen otettavissa olevasta energiasta siitä, mikä alkoi glukoosimolekyylinä. Tätä yksittäistä reittiä kutsutaan eri nimillä, mutta kutsumme sitä ensisijaisesti sitruunahappokierroksi.
Yhteenveto: Pyruvaatin hapettuminen
Hapen läsnä ollessa pyruvaatti muuttuu asetyyliryhmäksi, joka on kiinnittynyt kantamolekyyliin koentsyymi A:han. Tuloksena syntyvä asetyyli-CoA voi siirtyä useisiin reitteihin, mutta useimmiten asetyyliryhmä toimitetaan sitruunahappokierrokseen, jossa se on tarkoitus edelleen kataboloida. Pyruvaatin muuttuessa asetyyliryhmäksi poistetaan hiilidioksidimolekyyli ja kaksi korkeaenergistä elektronia. Hiilidioksidin osuus alkuperäisen glukoosimolekyylin kuudesta hiilestä on kaksi (kahden pyruvaattimolekyylin muuntaminen). NAD+ poimii elektronit, ja NADH kuljettaa ne myöhempään reittiin ATP:n tuotantoa varten. Tässä vaiheessa soluhengitykseen alun perin tullut glukoosimolekyyli on hapettu kokonaan. Glukoosimolekyyliin varastoitunut kemiallinen potentiaalienergia on siirretty elektroninkuljettajille tai se on käytetty muutaman ATP:n syntetisointiin.
Kokeile
Kirjoita mukaan!
Paranna tätä sivuaOpi lisää