Nøgleforskel – Glykolyse vs TCA-cyklus
Åndedræt er en proces, der optager en række reaktioner, som er koblet ved oxidations- og reduktionsreaktioner og elektronoverførsel. Ved slutningen af respirationen producerer organismer energi til at udnytte til deres metaboliske processer. Denne energi produceres i form af ATP (cellernes energivaluta). Under aerob respiration fungerer oxygenmolekyler som de endelige elektronacceptorer og reduceres til at producere vand. Dette skaber en elektrokemisk gradient, som driver ATP-syntesen. Aerob respiration består af tre hovedfaser, hvor kulstofmolekyler omarrangeres gennem en række enzymkatalyserede reaktioner for at give ATP. Den første fase, der er fælles for både aerobe og anaerobe, er den glykolytiske vej, hvor sukkersubstrat, hovedsageligt glucose, kataboliseres til to pyruvatmolekyler. Denne omdannelse producerer to ATP-molekyler og to NADH-molekyler. Den anden fase er tricarboxylsyrecyklussen (TCA), som er det centrale omdrejningspunkt, hvor mellemprodukter af alle metaboliske veje samles for at bidrage til energiproduktion ved at producere NADH, FADH2 og to molekyler CO2via oxidations-reduktionsreaktioner. TCA-cyklussen foregår kun i aerobe. I begge disse processer finder phosphorylering på substratniveau sted for at producere energi. Den vigtigste forskel mellem glykolyse og TCA-cyklus er, at glykolyse forekommer i cytoplasmaet, mens TCA-cyklussen forekommer i mitokondrier.
Hvad er glykolyse?
Glykolyse eller Embden-Meyerhof Pathway er det første trin i energiproduktionen og finder sted i cytosolen af både aerobe og anaerobe. Det er en enzymkatalyseret reaktionsprocedure, der består af ti reaktionstrin. I glykolyse fosforyleres sukkermolekyler og fanges i cellen for at katabolisere til to pyruvatmolekyler (tre carbonforbindelser), som er slutprodukterne af glykolysen.
Glykolysestadier
Den har tre hovedstadier som følger:
Forberedende fase
I dette trin fosforyleres sukkerrester, der indeholder seks carbonatomer, og fanges i cellen. Den forberedende fase er en energikrævende fase, hvor to ATP-molekyler anvendes.
Cleavage Stage
I denne fase sp altes 6-carbon-molekylet i to phosphorylerede 3-carbon-rester.
Pay off Stage
Dette er den sidste fase af glykolysen, hvor ATP og NADH syntetiseres. For hvert 6 kulstofsukkersubstrat produceres 4 ATP-molekyler, 2 NADH-molekyler og 2 Pyruvat-molekyler; det er således den energiproducerende fase af glykolysen.
Figur 01: Glykolyse
Samlet reaktion af glykolyse
Glucose + 2Pi + 4ADP + 2NAD+ + 2ATP → 2Pyruvat + 4ATP + 2NADH + 2H2 O + 2H+
Nettoproduktion af ATP=2ATP
Hvad er TCA-cyklus?
TCA-cyklus, også omt alt som Citronsyrecyklus eller Krebs-cyklus, finder sted i mitokondriernes matrix. Det er en del af aerob respiration; derfor foregår det kun i aerobe. TCA-cyklus er en cyklisk, enzymkatalyseret vej, hvor et 4-carbon-substrat (oxaloeddikesyre) accepterer 2-carbon-acetyl CoA for at give et 6-carbon-molekyle (citrat). Citrat gennemgår en cyklisk metabolisk vej for at producere to kuldioxidmolekyler, to NADH-molekyler, et FADH2 molekyle og et GTP-molekyle. Den primære funktion af TCA-cyklussen er at høste højenergielektroner fra kulstofbrændstoffer. Disse højenergielektroner overføres derefter til elektrontransportkæden, som er den sidste fase af aerob respiration til syntesen af ATP. TCA-cyklus fungerer også som den sidste fælles vej for oxidation af kulhydrater, aminosyrer, fedtsyrer og nukleotider. Kulhydrater og fedtsyrer kommer ind i TCA-cyklussen som acetylcoenzym A, hvorimod aminosyrer kommer ind i TCA-cyklussen som α – ketoglutarat og nukleotider som fumarat.
Figur 02: TCA-cyklus
Overordnet reaktion af TCA-cyklus
Acetyl Co A + 3 NAD+ + FAD + BNP + 2Pi + 2H2 O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 3H+
Hvad er lighederne mellem glykolyse og TCA-cyklus?
- Glykolyse og TCA-cyklus består af serier af enzymkatalyserede reaktioner.
- I begge processer finder phosphorylering på substratniveau sted.
- Begge processer producerer NADH, H2O som produkter.
- Begge processer reguleres gennem hormonkontrol, allosterisk regulering og hæmning af slutproduktet (feedback-mekanismer).
Hvad er forskellen mellem glykolyse og TCA-cyklus?
Glykolyse vs TCA-cyklus |
|
| Glykolyse er den proces, hvor 6 kulstofsukker (monosaccharid) molekyler kataboliseres til 3-kulstof pyruvatmolekyler gennem enzymkatalyserede reaktioner. | TCA-cyklus er den proces, hvor energien, der er lagret i kulstofmolekyler, høstes for at producere elektronrige forbindelser til elektrontransportkæden for at syntetisere ATP via oxidativ fosforylering. |
| Reaktionssted | |
| Glykolyse sker i cytosolen. | TCA-cyklus forekommer i mitokondriers matrix. |
| Oxygenkrav | |
| Glykolyse kan forekomme under både aerobe og anaerobe forhold. | TCA-cyklus er strengt aerob. |
| Startforbindelse | |
| Seks carbonmonosaccharid (glukose) er startsubstratet for glykolysen. | Oxaloacetat med fire carbonatomer er startsubstratet for TCA-cyklussen. |
| Slutprodukter | |
| To Pyruvat-molekyler, to ATP-molekyler og to NADH-molekyler er slutprodukterne af glykolysen. | To CO2, en GTP, tre NADH og en FADH2 er slutprodukterne af TCA-cyklussen. |
| Reaktionssekvens | |
| Glykolytiske reaktioner forekommer som en lineær sekvens. | TCA-cyklus sker via en cyklisk sekvens. |
| Involvering af CO2 | |
| CO2 er ikke påkrævet eller produceret under glykolysen. | CO2 produceres for hvert acetyl co A-molekyle i TCA-cyklussen. |
| Forbrug af ATP | |
| 2 ATP-molekyler forbruges af den glykolytiske vej. | ATP-molekyler bruges ikke i TCA-cyklus. |
Opsummering – Glykolyse vs TCA-cyklus
Glykolyse og TCA-cyklus er to vitale metaboliske veje involveret i produktionen af energi via kulstofmellemprodukter afledt af makromolekylerne kulhydrater, proteiner, fedtstoffer og nukleinsyrer. Begge processer er enzymmedierede og er under konstant regulering baseret på cellens/organismens energibehov, og hastighederne af disse processer er forskellige under forskellige forhold, såsom fastende tilstand, velnæret tilstand, sulttilstand og motionstilstand. Det er vigtigt at studere reguleringen af den glykolytiske vej og TCA-cyklussen for at udlede biokemiske relationer til at adressere metaboliske ubalancer i kroppen. Glykolyse er respirationsinitiativprocessen, og TCA-cyklussen er den anden store fase af aerob respiration, som forbindes med respirationens sidste fase (elektrontransportkæde). Glykolyse forekommer i cytoplasmaet og producerer pyruvater; disse pyruvater kommer ind i mitokondrierne og hjælper med TCA-cyklussen. Glykolyse kan ske under både aerobe og anaerobe organismer. TCA-cyklus sker dog kun i aerobe organismer, da den har brug for aerobe forhold. Dette er forskellen mellem glykolyse og TCA-cyklus.
Download PDF-version af Glycolysis vs TCA Cycle
Du kan downloade PDF-versionen af denne artikel og bruge den til offline-formål i henhold til citatnotat. Download venligst PDF-versionen her Forskel mellem glykolyse og TCA-cyklus.
