Glycolyse versus gluconeogenese
Cellen nemen energie op door de hydrolyse van ATP-moleculen. ATP (adenosinetrifosfaat) staat ook bekend als de 'valuta' van de biologische wereld en is betrokken bij de meeste cellulaire energietransacties. ATP-synthese vereist dat cellen exergonische reacties uitvoeren. Zowel glycolyse- als gluconeogenese-routes hebben negen tussenproducten en zeven door enzym gekatalyseerde reacties. De regulering van deze routes in dierlijke cellen omvat een of twee belangrijke controlemechanismen; allosterische regulatie en hormonale regulatie.
Wat is glycolyse?
De glycolyse of glycolytische route is een opeenvolging van tienstapsreacties die één glucosemolecuul of een van de verschillende verwante suikers omzet in twee pyruvaatmoleculen met de vorming van twee ATP-moleculen. De glycolyse-route vereist geen zuurstof, zodat dit zowel onder aërobe als anaërobe omstandigheden kan plaatsvinden. Alle tussenliggende toestanden die in deze route voorkomen, hebben 3 of 6 koolstofatomen. Alle reacties die aanwezig zijn in de glycolyseroute kunnen in vijf categorieën worden onderverdeeld, namelijk fosforyloverdracht, fosforylverschuiving, isomerisatie, dehydratie en aldolsplitsing.
De glycolysereactiesequentie kan worden onderverdeeld in drie hoofdstappen. De eerste glucose wordt vastgehouden en gedestabiliseerd. Vervolgens wordt het molecuul met 6 koolstofatomen opgesplitst in moleculen met twee of drie koolstofatomen. De glycolyse-route, waarvoor geen zuurstof nodig is, wordt fermentatie genoemd en wordt geïdentificeerd in termen van het belangrijkste eindproduct. Een product van glucosefermentatie bij dieren en veel bacteriën is bijvoorbeeld lactaat; dus lactaatfermentatie genoemd. In de meeste plantencellen en gist is het eindproduct ethanol en daarom alcoholische fermentatie genoemd.
Wat is gluconeogenese?
Gluconeogenese wordt gedefinieerd als het proces van het synthetiseren van glucose en andere koolhydraten uit drie of vier koolstofvoorlopers in levende cellen. Gewoonlijk zijn deze voorlopers van nature niet-koolhydraat; Pyruvaat is de meest voorkomende precursor in veel levende cellen. Onder anaërobe omstandigheden wordt pyruvaat omgezet in lactaat en wordt het als precursor in deze route gebruikt.
De gluconeogenese vindt voornamelijk plaats in de lever en de nieren. De eerste zeven reacties in de gluconeogeneseroute vinden plaats door eenvoudige omkering van de overeenkomstige reacties in de glycolyse-route. Niet alle reacties zijn echter omkeerbaar in de glycolyse. Daarom omzeilen vier bypass-reacties van gluconeogenese de onomkeerbaarheid van de drie glycolytische stappen (stap 1, 3 en 10).
Wat is het verschil tussen glycolyse en gluconeogenese?
• De drie in wezen onomkeerbare reacties van de glycolroute worden in de gluconeogeneseroute omzeild door vier bypass-reacties.
• Gluconeogenese is een anabole route, terwijl glycolyse een katabole route is.
• Glycolyse is een exergonische route, die dus twee ATP's per glucose oplevert. Gluconeogenese vereist gekoppelde hydrolyse van zes fosfoanhydride-bindingen (vier van ATP en twee van GTP) om het proces van glucosevorming te sturen.
• Gluconeogenese komt voornamelijk voor in de lever, terwijl glycolyse plaatsvindt in spieren en andere verschillende weefsels.
• Glycolyse is een proces waarbij glucose en andere koolhydraten worden afgebroken, terwijl gluconeogenese een proces is waarbij suikers en polysacchariden worden gesynthetiseerd.
• De eerste zeven reacties in de gluconeogeneseroute vinden plaats door eenvoudige omkering van de overeenkomstige reacties in de glycolyse-route.
• Glycolyse gebruikt twee ATP-moleculen, maar genereert er vier. Daarom zijn de netto opbrengende ATP's per glucose twee. Aan de andere kant verbruikt glyconeogenese zes ATP-moleculen en synthetiseert één glucosemolecuul.
