ความแตกต่างระหว่างไกลโคไลซิสและวงจร TCA

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

ความแตกต่างที่สำคัญ – Glycolysis vs TCA Cycle

การหายใจเป็นกระบวนการที่ใช้ชุดของปฏิกิริยาซึ่งควบคู่ไปกับปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชันและการถ่ายโอนอิเล็กตรอน ในตอนท้ายของการหายใจ สิ่งมีชีวิตจะผลิตพลังงานเพื่อใช้ในกระบวนการเผาผลาญของพวกมัน พลังงานนี้ผลิตขึ้นในรูปของ ATP (สกุลเงินพลังงานของเซลล์) ในระหว่างการหายใจแบบใช้ออกซิเจน โมเลกุลของออกซิเจนจะทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอนขั้นสุดท้ายและจะลดลงเพื่อผลิตน้ำ สิ่งนี้จะสร้างเกรเดียนต์ทางไฟฟ้าเคมีซึ่งขับเคลื่อนการสังเคราะห์เอทีพี การหายใจแบบใช้ออกซิเจนประกอบด้วยสามขั้นตอนหลัก โดยที่โมเลกุลของคาร์บอนจะถูกจัดเรียงใหม่ผ่านชุดของปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์เพื่อให้เกิด ATPระยะแรกซึ่งพบได้ทั่วไปในแอโรเบสและไม่ใช้ออกซิเจนคือวิถีทางไกลโคไลติกที่สารตั้งต้นของน้ำตาล ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกลูโคส ถูก catabolized เป็นโมเลกุลไพรูเวตสองโมเลกุล การแปลงนี้สร้างโมเลกุล ATP สองโมเลกุลและ NADH สองโมเลกุล ขั้นตอนที่สองคือวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก (TCA) ซึ่งเป็นศูนย์กลางที่ตัวกลางของเส้นทางการเผาผลาญทั้งหมดมารวมกันเพื่อนำไปสู่การผลิตพลังงานโดยการผลิต NADH, FADH2 และ CO_{2 สองโมเลกุลผ่านปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์ วัฏจักร TCA เกิดขึ้นในแอโรบิกเท่านั้น ในกระบวนการทั้งสองนี้ ฟอสโฟรีเลชั่นระดับพื้นผิวเกิดขึ้นเพื่อผลิตพลังงาน ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวัฏจักรไกลโคไลซิสและวัฏจักร TCA คือไกลโคไลซิสเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมในขณะที่วัฏจักร TCA เกิดขึ้นในไมโตคอนเดรีย}

ไกลโคไลซิสคืออะไร

Glycolysis หรือ Embden-Meyerhof Pathway เป็นขั้นตอนแรกของการผลิตพลังงานและเกิดขึ้นในไซโตซอลของทั้งแอโรบิกและแอนแอโรบ เป็นขั้นตอนปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ที่ประกอบด้วยขั้นตอนปฏิกิริยาสิบขั้นตอนในกระบวนการไกลโคไลซิส โมเลกุลของน้ำตาลจะถูกฟอสโฟรีเลตและถูกขังอยู่ในเซลล์เพื่อเร่งปฏิกิริยาเป็นโมเลกุลไพรูเวต 2 โมเลกุล (สารประกอบคาร์บอนสามชนิด) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของไกลโคไลซิส

ระยะไกลโคไลซิส

มีสามขั้นตอนหลักดังนี้:

ขั้นเตรียมการ

ในขั้นตอนนี้ กากน้ำตาลที่มีอะตอมของคาร์บอน 6 อะตอมจะถูกฟอสโฟรีเลตและกักอยู่ในเซลล์ ระยะเตรียมการคือระยะที่ต้องใช้พลังงานซึ่งใช้โมเลกุล ATP สองตัว

แตกแยก

ในช่วงนี้ โมเลกุล 6 คาร์บอนจะถูกแยกออกเป็น 3 คาร์บอนที่เหลือจากฟอสโฟรีเลต

จ่ายออกสเตจ

นี่คือขั้นตอนสุดท้ายของ glycolysis ที่ ATP และ NADH ถูกสังเคราะห์ สำหรับสารตั้งต้นน้ำตาลคาร์บอน 6 ตัว แต่ละโมเลกุล ATP 4 โมเลกุล NADH 2 โมเลกุล และโมเลกุลไพรูเวท 2 ตัวจะถูกสร้างขึ้น ดังนั้นจึงเป็นขั้นตอนการผลิตพลังงานของไกลโคไลซิส

รูปที่ 01: Glycolysis

ปฏิกิริยาโดยรวมของไกลโคไลซิส

กลูโคส + 2P_i + 4ADP + 2NAD⁺ + 2ATP → 2Pyruvate + 4ATP + 2NADH + 2H₂ O + 2H⁺

ผลิต ATP สุทธิ=2ATP

รอบ TCA คืออะไร

TCA cycle หรือที่เรียกว่า Citric acid cycle หรือ Krebs cycle เกิดขึ้นในเมทริกซ์ของไมโตคอนเดรีย มันเป็นส่วนหนึ่งของการหายใจแบบแอโรบิก ดังนั้นจึงเกิดขึ้นเฉพาะในแอโรบิก วัฏจักร TCA เป็นวิถีวงจรที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ โดยที่สารตั้งต้น 4-คาร์บอน (กรดออกซาโลอะซิติก) ยอมรับ 2-carbon Acetyl CoA เพื่อให้ได้โมเลกุล 6 คาร์บอน (ซิเตรต) ซิเตรตผ่านวิถีการเผาผลาญแบบวัฏจักรเพื่อผลิตโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ 2 โมเลกุล โมเลกุล NADH สองโมเลกุล FADH_{2 หนึ่ง โมเลกุล และหนึ่งโมเลกุล GTPหน้าที่หลักของวัฏจักร TCA คือการเก็บเกี่ยวอิเล็กตรอนพลังงานสูงจากเชื้อเพลิงคาร์บอน อิเล็กตรอนพลังงานสูงเหล่านี้จะถูกถ่ายโอนไปยังห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นขั้นตอนสุดท้ายของการหายใจแบบใช้ออกซิเจนสำหรับการสังเคราะห์ ATP วัฏจักร TCA ยังทำหน้าที่เป็นทางเดินร่วมขั้นสุดท้ายสำหรับการเกิดออกซิเดชันของคาร์โบไฮเดรต กรดอะมิโน กรดไขมัน และนิวคลีโอไทด์ คาร์โบไฮเดรตและกรดไขมันเข้าสู่วงจร TCA เป็น Acetyl Coenzyme A ในขณะที่กรดอะมิโนเข้าสู่วงจร TCA เป็น α – ketoglutarate และ nucleotides เป็น fumarate}

รูปที่ 02: TCA Cycle

ปฏิกิริยาโดยรวมของวงจร TCA

Acetyl Co A + 3 NAD⁺ + FAD + GDP + 2P_i + 2H_{2 O → 2CO}2 _{+ 3NADH + FADH}2 _{+ GTP + 3H}+

ความคล้ายคลึงกันระหว่างไกลโคไลซิสกับวัฏจักร TCA คืออะไร

• ไกลโคไลซิสและวงจร TCA ประกอบด้วยชุดของปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์
• ในทั้งสองกระบวนการ ฟอสโฟรีเลชั่นระดับสารตั้งต้นจะเกิดขึ้น
• O ทั้งสองกระบวนการผลิต NADH, H_{2O เป็นผลิตภัณฑ์}
• ทั้งสองกระบวนการถูกควบคุมโดยฮอร์โมนควบคุม การควบคุมอัลโลสเตอริก และการยับยั้งผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย (กลไกการตอบกลับ)

ความแตกต่างระหว่างไกลโคไลซิสและวงจร TCA คืออะไร

ไกลโคไลซิสกับวงจร TCA
ไกลโคไลซิสเป็นกระบวนการที่น้ำตาลคาร์บอน 6 โมเลกุล (โมโนแซ็กคาไรด์) ถูก catabolized เป็น 3- โมเลกุลคาร์บอนไพรูเวตผ่านปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์	วงจร TCA เป็นกระบวนการที่พลังงานที่เก็บไว้ในโมเลกุลของคาร์บอนถูกเก็บเกี่ยวเพื่อผลิตสารประกอบที่อุดมด้วยอิเล็กตรอนสำหรับห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนเพื่อสังเคราะห์ ATP ผ่านฟอสโฟรีเลชั่นออกซิเดชัน
ไซต์ของปฏิกิริยา
ไกลโคไลซิสเกิดขึ้นในไซโตซอล	วงจร TCA เกิดขึ้นในเมทริกซ์ของไมโตคอนเดรีย
ความต้องการออกซิเจน
ไกลโคไลซิสเกิดขึ้นได้ทั้งแบบแอโรบิกและแอนแอโรบิก	วงจร TCA เป็นแอโรบิกอย่างเคร่งครัด
สารประกอบเริ่มต้น
หกคาร์บอนมอนอแซ็กคาไรด์ (กลูโคส) เป็นสารตั้งต้นของไกลโคไลซิส	โฟร์คาร์บอน Oxaloacetate เป็นสารตั้งต้นของวัฏจักร TCA
สิ้นสุดผลิตภัณฑ์
สองโมเลกุลไพรูเวท สองโมเลกุล ATP และสอง NADH โมเลกุลเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของไกลโคไลซิส	สอง CO2, GTP หนึ่งตัว, NADH สามตัวและ FADH2 หนึ่งตัวเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของวงจร TCA
ลำดับของปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาไกลโคไลติกเกิดขึ้นเป็นลำดับเชิงเส้น	วงจร TCA เกิดขึ้นตามลำดับวงจร
การมีส่วนร่วมของ CO2
CO2 ไม่จำเป็นหรือผลิตขึ้นระหว่างไกลโคไลซิส	CO2 ถูกผลิตขึ้นสำหรับโมเลกุล acetyl co A แต่ละโมเลกุลของวัฏจักร TCA
การบริโภคเอทีพี
2 โมเลกุล ATP ถูกใช้โดยวิถีไกลโคไลติก	ATP ไม่ใช้โมเลกุลในวงจร TCA

สรุป – Glycolysis vs TCA Cycle

วัฏจักรไกลโคไลซิสและ TCA เป็นวิถีการเผาผลาญที่สำคัญสองวิธีที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงานผ่านตัวกลางของคาร์บอนที่ได้มาจากคาร์โบไฮเดรตโมเลกุลขนาดใหญ่ โปรตีน ไขมัน และกรดนิวคลีอิกกระบวนการทั้งสองเป็นสื่อกลางของเอนไซม์และอยู่ภายใต้การควบคุมอย่างต่อเนื่องโดยอิงจากความต้องการพลังงานของเซลล์/สิ่งมีชีวิต และอัตราของกระบวนการเหล่านี้แตกต่างกันภายใต้สภาวะต่างๆ เช่น สภาวะการอดอาหาร สภาวะที่ได้รับอาหารที่ดี สภาวะความอดอยาก และสภาวะที่ออกกำลังกาย สิ่งสำคัญคือต้องศึกษาระเบียบของวิถีไกลโคไลติกและวัฏจักร TCA เพื่อให้ได้มาซึ่งความสัมพันธ์ทางชีวเคมีเพื่อจัดการกับความไม่สมดุลของการเผาผลาญในร่างกาย Glycolysis เป็นกระบวนการริเริ่มของการหายใจ และวัฏจักร TCA เป็นเฟสหลักที่สองของการหายใจแบบใช้ออกซิเจนซึ่งเชื่อมต่อกับขั้นตอนสุดท้ายของการหายใจ (ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน) Glycolysis เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมและผลิตไพรูเวต ไพรูเวตเหล่านี้เข้าสู่ไมโตคอนเดรียและช่วยในวงจร TCA ไกลโคลิซิสสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในสิ่งมีชีวิตแอโรบิกและแอนแอโรบิก อย่างไรก็ตาม วัฏจักร TCA เกิดขึ้นเฉพาะในสิ่งมีชีวิตแอโรบิกเท่านั้น เนื่องจากจำเป็นต้องมีสภาวะแอโรบิก นี่คือความแตกต่างระหว่าง glycolysis และวัฏจักร TCA

ดาวน์โหลดเวอร์ชัน PDF ของ Glycolysis vs TCA Cycle

คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ PDF ของบทความนี้และใช้เพื่อวัตถุประสงค์ออฟไลน์ตามหมายเหตุอ้างอิง โปรดดาวน์โหลดไฟล์ PDF ที่นี่ ความแตกต่างระหว่าง Glycolysis และ TCA cycle