Die wichtigsten Wege des Zuckerstoffwechsels

Der menschliche Körper braucht Zucker, um Energie zu liefern. Wenn Sie schwach oder schwindlig sind, kann Ihnen ein Stück Süßigkeit sofort neue Energie verleihen. Die Nahrung, die der menschliche Körper täglich zu sich nimmt, enthält Zucker, der abgebaut und in Glukose umgewandelt werden kann, die der menschliche Körper aufnehmen kann. Im Alltag können Sie in Maßen Süßigkeiten essen, die sowohl lecker sind als auch Energie spenden, Sie sollten jedoch nicht zu viel Süßes essen. Einerseits können dadurch Ihre Zähne leicht geschädigt werden und andererseits kann es leicht zu Magensäurebildung kommen.

Zucker kann in allen Geweben des menschlichen Körpers verstoffwechselt werden. Es gibt drei Hauptwege, nämlich die anaerobe Glykolyse, die aerobe Oxidation und den Pentosephosphatweg.

(1) Anaerobe Glykolyse

Bei der Glykolyse wird Glucose in Pyruvat zerlegt. Der gesamte Prozess umfasst zehn enzymkatalysierte Reaktionen.

1. Glucosephosphorylierung

Der erste Schritt der Glykolyse ist die durch Hexokinase katalysierte Phosphorylierung von C6 der Glucose zur Bildung von Glucose-6-phosphat. Diese Kinase benötigt Mg2+-Ionen als Cofaktor und verbraucht ein Molekül ATP. Die Reaktion ist irreversibel.

2. Isomerisierung von Glucose-6-phosphat zu Fructose-6-phosphat

Dies ist eine Aldose-Ketose-Isomerisierungsreaktion, die durch Phosphohexose-Isomerase katalysiert wird, um Aldose und Ketose in Isomere umzuwandeln. Sie erfordert die Beteiligung von Mg2+-Ionen und ist reversibel.

3. Phosphorylierung von Fructose-6-phosphat zu Fructose-1,6-diphosphat

Bei dieser Reaktion handelt es sich um die durch Phosphofructokinase katalysierte Phosphorylierung von Fructose-6-phosphat zur Bildung von Fructose-1,6-bisphosphat, wobei ein zweites ATP-Molekül verbraucht wird.

4.1,6-Diphosphat-Fructose-Spaltung

Unter der Einwirkung von Aldolase wird die Bindung zwischen C3 und C4 von Fructose-6-bisphosphat in Hexosephosphat aufgebrochen, wodurch ein Molekül 3-Phosphoglycerinaldehyd und ein Molekül Dihydroxyacetonphosphat entstehen.

5.3-Interkonversion von Glycerinaldehydphosphat und Dihydroxyacetonphosphat

Glycerinaldehyd-3-phosphat ist das Substrat für den nächsten Schritt der Glykolyse, daher muss Dihydroxyacetonphosphat vor der weiteren Glykolyse unter Katalyse der Triosephosphatisomerase in Glycerinaldehyd-3-phosphat umgewandelt werden.

6.3-Oxidation von Glycerinaldehydphosphat

In Gegenwart von NAD+ und H3P04 wird 3-Phosphoglycerinaldehyd durch 3-Phosphoglycerinaldehyd-Dehydrogenase katalysiert, um 1,3-Diphosphoglycerat zu produzieren. Dieser Schritt ist die einzige Oxidationsreaktion bei der Glykolyse.

7.1, 3-Diphosphoglycerat zu 3-Phosphoglycerat

Unter der Einwirkung der Phosphoglycerat-Kinase wird die energiereiche Phosphorylgruppe von 1,3-Bisphosphoglycerat auf ADP übertragen, um ATP und 3-Phosphoglycerat zu bilden.

8. Glycerat-3-phosphat wird in Glycerat-2-phosphat umgewandelt

Unter der Katalyse der Phosphoglycerat-Mutase wird die Phosphatgruppe von C3 im Glycerat-3-phosphat-Molekül auf C2 übertragen, um Glycerat-2-phosphat zu bilden, was die Beteiligung von Mg2+-Ionen erfordert.

9. Glycerat-2-phosphat wird in Phosphoenolpyruvat umgewandelt

Unter der Katalyse der Enolase wird Glycerat-2-phosphat dehydriert und die Energie innerhalb des Moleküls wird neu verteilt, um Phosphoenolpyruvat-Enolphosphat-Bindungen zu bilden, die die zweite energiereiche Phosphatverbindung im Glykolyseweg darstellen.

10. Produktion von Pyruvat

Unter der Katalyse der Pyruvatkinase wird die hochenergetische Phosphatgruppe des Phosphoenolpyruvatmoleküls auf ADP übertragen, um ATP zu erzeugen. Dies ist die zweite Substrat-Phosphorylierungsreaktion im Glykolyseweg. Sie erfordert die Beteiligung von Mg2+ und K+ und die Reaktion ist irreversibel.

(2) Aerobe Oxidation (weggelassen)

(3) Pentosephosphatweg (ausgelassen)