Glikoliza beztlenowa
Glikoliza beztlenowa to przemiana glukozy w mleczan , gdy dostępne są ograniczone ilości tlenu (O 2 ). Glikoliza beztlenowa jest skutecznym sposobem wytwarzania energii jedynie podczas krótkich, intensywnych ćwiczeń, dostarczających energii na okres od 10 sekund do 2 minut. Jest to znacznie szybsze niż metabolizm tlenowy. System glikolizy beztlenowej (kwas mlekowy) dominuje od około 10–30 sekund podczas maksymalnego wysiłku. Uzupełnia się bardzo szybko w tym okresie i wytwarza 2 ATP na cząsteczkę glukozy, czyli około 5% potencjału energetycznego glukozy (38 cząsteczek ATP). Szybkość wytwarzania ATP jest około 100 razy większa niż fosforylacja oksydacyjna .
Uważa się, że glikoliza beztlenowa była głównym sposobem produkcji energii we wcześniejszych organizmach, zanim tlen osiągnął wysokie stężenie w atmosferze, a zatem reprezentowała starszą formę produkcji energii w komórkach.
U ssaków mleczan może zostać przekształcony przez wątrobę z powrotem w glukozę przy użyciu cyklu Cori .
Losy pirogronianu w warunkach beztlenowych:
-
Pirogronian jest końcowym akceptorem elektronów w fermentacji mlekowej. Kiedy w komórkach mięśniowych nie ma wystarczającej ilości tlenu do dalszego utleniania pirogronianu i NADH wytwarzanego w glikolizie, NAD+ jest regenerowany z NADH poprzez redukcję pirogronianu do mleczanu. Mleczan jest przekształcany w pirogronian przez enzym dehydrogenazę mleczanową . Standardowa zmiana energii swobodnej reakcji wynosi -25,1 kJ/mol. -
Fermentacja etanolowa Drożdże i inne mikroorganizmy beztlenowe przekształcają glukozę w etanol i CO2, a nie w pirogronian. Pirogronian jest najpierw przekształcany w aldehyd octowy przez enzym dekarboksylazę pirogronianową w obecności pirofosforanu tiaminy i Mg++. Podczas tej reakcji uwalnia się dwutlenek węgla. Aldehyd octowy jest następnie przekształcany w etanol przez enzym dehydrogenazę alkoholową . Podczas tej reakcji NADH utlenia się do NAD+.