Основна відмінність між гліколізом і циклом Кребса полягає в наступному: Гліколіз є першим етапом, що бере участь у процесі дихання і відбувається в цитоплазмі клітини. Тоді як цикл Кребса є другим процесом дихання, який відбувається в мітохондріях клітини. Обидва - це процес, що бере участь у диханні з метою задоволення енергетичних потреб організму.
Отже, гліколіз визначається як ланцюг реакцій для перетворення глюкози (або глікогену) у піруват-лактат і, таким чином, виробляючи АТФ. З іншого боку, цикл Креба або цикл лимонної кислоти включає окислення ацетилу CoA у СО2 та Н2О.
Дихання - важливий процес усього живого істоти, де використовується кисень і виділяється вуглекислий газ з організму. Під час цього процесу виділяється енергія, яка використовується для виконання різних функцій організму. Крім перерахованих вище двох механізмів, існують різні інші механізми дихання, такі як транспортна система електронів, пентозофосфатний шлях, анаеробний розпад піровиноградної кислоти та кінцеве окислення.
У наданому змісті ми обговоримо загальну різницю між двома найважливішими механізмами дихання - гліколіз та цикл Кребса.
Порівняльна діаграма
| Основа для порівняння | Гліколіз | Цикл Кребса |
|---|---|---|
| Починає з | Розпад глюкози на піруват. | Окисляють піруват у СО2. |
| Також відомий як | ЕМП (Шлях Емден-Мейєргоф-Парнас або цитоплазматичний шлях). | Цикл ТСА (трикабоксилової кислоти), мітохондріальне дихання. |
| Роль вуглекислого газу | У гліколізі не виділяється вуглекислий газ. | Вуглекислий газ виділяється в циклі Кребса. |
| Місце виникнення | Усередині цитоплазми. | Виникає всередині мітохондрій (цитозол у прокаріотів) |
| Він може виникати як | Аеробно (тобто за наявності кисню) або анаеробно (тобто за відсутності кисню). | Він відбувається аеробно (наявність кисню). |
| Розпад молекули | Молекула глюкози розкладається на дві молекули органічних речовин - піруват. | Розпад пірувату відбувається повністю до неорганічних речовин, які є СО2 та Н2О. |
| Споживання АТФ | Для фосфорилювання споживається 2 молекули АТФ. | Він не споживає АТФ. |
| Чистий прибуток | Дві молекули АТФ і дві молекули НАДГ на кожну молекулу глюкози розбиваються. | Шість молекул NADH2, 2 молекули FADH2 на кожні два ферменти ацетил CoA. |
| Кількість вироблених АТФ | Чистий приріст АТФ становить 8 (включаючи НАДН). | Чистий приріст АТФ - 24. |
| Окислювальне фосфорилювання | Немає ролі окисного фосфорилювання. | Жива роль окислювального фосфорилювання та оксалоацетату, як вважається, відіграє каталітичну роль. |
| Крок у процесі дихання | Глюкоза розщеплюється в піруват, і тому гліколіз називається першим кроком дихання. | Цикл Кребса - другий крок дихання. |
| Тип шляху | Це прямий або лінійний шлях. | Це кругла стежка. |
Визначення гліколізу
Гліколіз також відомий як "Шлях Емден-Мейєргоф-Парнас ". Це унікальний шлях, що проходить аеробно, а також анаеробно, без участі молекулярного кисню. Це основний шлях метаболізму глюкози і відбувається в цитозолі всіх клітин. Основна концепція цього процесу полягає в тому, що одна молекула глюкози частково окислюється до двох молей пірувату, посилених присутністю ферментів.
Гліколіз - це процес, який відбувається в 10 простих етапів. У цьому циклі перші сім етапів реакцій гліколізу відбуваються в цитоплазматичних органелах, званих як глікосома . Хоча інші три реакції, такі як гексокіназа, фосфофруктокіназа та піруваткіназа, є незворотними.
Весь цикл розділений на дві фази, перші п’ять етапів відомі як підготовча фаза, а другий - фаза виплат . На перших п'яти етапах цього шляху фосфорилювання глюкози відбувається двічі і перетворюється на фруктозу 1, 6 -біфосфат, тому можна сказати, що тут енергія витрачається завдяки фосфорилюванню, а АТФ є донором фосфорильної групи.
Далі тепер фруктоза 1, 6 -біфосфат розщеплюється, отримуючи дві 2, 3-вуглецеві молекули. Дигідроксіацетонфосфат, який є одним із продуктів, перетворюється в 3-фофат гліцеральдегідів. Це дає дві молекули 3-фосфату гліцеральдегіду, які в подальшому обробляються до п’ятиступенькової фази окупності.
Фаза окупності - це фаза збільшення енергії гліколізу, і вона дає вихід АТФ і НАДГ на останньому етапі. По-перше, 3-фосфат гліцеральдегіду окислюється НАД + в якості акцептора електронів (з утворенням НАДН), а неорганічний фосфат включається для отримання молекули високої енергії у вигляді 1, 3 -біфосфогліцерату. Згодом високоенергетичний фосфат на вуглеці передається АДФ для перетворення в АТФ. Це виробництво АТФ називається фосфорилюванням на рівні субстрату.
Шлях гліколізу
Таким чином, енергетичний вихід від гліколізу становить 2 АТФ та 2 НАДГ з однієї молекули глюкози.
Етапи, що беруть участь у гліколізі :
Крок 1 : Цей перший етап називають фосфорилюванням, це незворотна реакція, яку веде фермент, який називається гексокіназа. Цей фермент міститься у всіх типах клітин. На цьому етапі глюкоза фосфорилюється АТФ з утворенням цукро-фосфатної молекули. Негативний заряд, присутній у фосфаті, перешкоджає проходженню фосфату цукру через плазматичну мембрану і, таким чином, залучає глюкозу всередину клітини.
Етап 2 : Цей етап називається ізомеризацією, при цьому оборотна перебудова хімічної структури переміщує карбонільний кисень з вуглецю 1 на вуглець 2, утворюючи кетозу з цукру альдози.
Етап 3 : Це також етап фосфорилювання, нова гідроксильна група на вуглеці 1 фосфорилюється АТФ для утворення двох тривуглецевих фосфатів цукру. Цей крок регулюється ферментом фосфофруктокінази, який перевіряє надходження цукрів у гліколіз.
Крок 4 : Це називається реакцією розщеплення . Тут дві три вуглецеві молекули утворюються шляхом розщеплення шести вуглецевого цукру. Тільки гліцеральдегід 3-фосфат може негайно протікати через гліколіз.
Етап 5 : Це також реакція ізомеризації, де інший продукт етапу 4 дигідроксіацетонфосфату ізомеризується з утворенням гліцеральдегід 3 -фосфату.
Крок 6 : З цього кроку розпочнеться фаза генерації енергії. Так дві молекули 3-фосфату гліцеральдегіду окислюються. Вступаючи в реакцію з групою -SH, йодоацетат пригнічує функцію ферменту гліцеральдегід-3-фосфатдегідрогенази.
Етап 7 : АТФ утворюється з високоенергетичної фосфатної групи, яка була створена на етапі 6.
Етап 8 : Зв'язування фосфатного ефіру в 3-фосфогліцераті, що має вільну енергію, переміщується з вуглецю 3 до утворення 2-фосфогліцерату.
Етап 9 : Енолфосфатна зв'язок створюється з видаленням води з 2-фосфогліцерату. Енолаза (фермент, каталізуючи цей етап) інгібується фтором.
Етап 10 : Формує АТФ з перенесенням АДФ до високоенергетичної фосфатної групи, що генерується на етапі 9.
Визначення циклу Кребса
Цей цикл відбувається в матриці мітохондрій (цитозол у прокаріотів) . Чистим результатом є виробництво CO2, коли ацетильна група, що входить у цикл, як Ацетил КоА. При цьому відбувається окислення піровиноградної кислоти у вуглекислий газ і воду.
Цикл Кребса виявив Х.А. Кребс ( біохімік походження з Німеччини ) в 1936 році . Оскільки цикл починається з утворення лимонної кислоти, він називається циклом лимонної кислоти. Цикл також містить три карбонові групи (COOH), тому його також називають циклом трикарбонової кислоти (цикл TCA).
Цикл лимонної кислоти (Кребс)
Кроки, що беруть участь у циклі Кребса :
Етап 1 : Цитрат отримують на цьому етапі, коли Acetyl CoA додає свою двоокисле вуглецеву групу до оксалоацетату.
Крок 2 : Цитрат перетворюється на його ізоцитрат (а, ізомер цитрату) шляхом видалення однієї молекули води та додавання іншої.
Етап 3 : НАД + знижується до NA, коли ізоцитрат окислюється і втрачає молекулу СО2.
Етап 4 : CO2 знову втрачається, отримане з'єднання окислюється і NAD + відновлюється до НАДН. Решта молекули приєднується до коензиму А через нестабільну зв’язок. Альфа-кетоглутаратдегідрогеназа каталізує реакцію.
Крок 5 : GTP генерується витісненням CoA фосфатною групою та переноситься на ВВП.
Етап 6 : На цьому етапі утворюються FADH2 і окислювальний сукцинат, коли два водню передаються FAD.
Етап 7 : Субстрат окислюється і НАД + знижується до НАДН і оксалоацетат регенерується.
Ключова різниця між гліколізом та циклом Кребса
- Гліколіз також відомий як ЕМП (шлях Емден-Мейєргоф-Парнас або цитоплазматичний шлях) починається з розпаду глюкози на піруват; Цикл Кребса також відомий як цикл TCA (трикарбонової кислоти). Мітохондріальне дихання починає окиснювати піруват у СО2.
- Чистий приріст усього циклу - це дві молекули АТФ і дві молекули НАДГ, на кожну молекулу глюкози, яка розщеплюється, тоді як у Кребса цикл шість молекул НАДН2, 2 молекули FADH2 на кожні два ферменти ацетил-КоА.
- Загальна кількість виробленого АТФ становить 8, а в циклі Кребса, загальна АТФ - 24.
- У гліколізі не виділяється вуглекислий газ, в той час як в циклі Кребса виділяється вуглекислий газ.
- Місце виникнення гліколізу знаходиться всередині цитоплазми; Цикл Кребса відбувається всередині мітохондрій (цитозол у прокаріотів).
- Гліколіз може відбуватися у присутності кисню, тобто аеробного або у відсутності кисню, тобто анаеробного ; Цикл Кребса відбувається аеробно .
- Молекула глюкози розкладається на дві молекули органічної речовини, піруват під час гліколізу, тоді як деградація пірувату повністю перетворюється на неорганічні речовини, які є СО2 та Н2О.
- У гліколізі 2 споживаються молекули АТФ для фосфорилювання, тоді як цикл Креба не споживає АТФ .
- Немає ролі окисного фосфорилювання в гліколізі; є основна роль окисного фосфорилювання, тому що оксалоацетат вважається відіграючим каталітичну роль у циклі Кребса.
- Як і при гліколізі, глюкоза розпадається на піруват, і, отже, гліколіз називається першою стадією дихання ; Цикл Кребса є другим етапом дихання для виробництва АТФ.
- Гліколіз - прямий або лінійний шлях ; а цикл Кребса - круговий шлях .
Висновок
Обидва шляхи виробляють енергію для клітини, де гліколіз - це розпад молекули глюкози для отримання двох молекул пірувату, тоді як цикл Креба - це процес, коли ацетил КоА виробляє цитрат, додаючи до оксалоацетату свою ацетилову групу вуглецю. Гліколіз є важливим для мозку, який залежить від рівня глюкози для отримання енергії.
Цикл Креба є важливим метаболічним шляхом в постачанні енергії організмом, близько 65-70% АТФ синтезується в циклі Кребса. Цикл лимонної кислоти або цикл Кребса є остаточним окислювальним шляхом, який з'єднує майже весь індивідуальний метаболічний шлях.
