গ্লুকোজের সম্পূর্ণ অক্সিডেশন। গ্লুকোজ অক্সিডেশন প্রতিক্রিয়া

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 05:18

এই নিবন্ধে, আমরা দেখব কিভাবে গ্লুকোজ অক্সিডাইজ করা হয়। কার্বোহাইড্রেট হল পলিহাইড্রক্সিকার্বনিল ধরণের যৌগ, সেইসাথে তাদের ডেরিভেটিভস। চারিত্রিক বৈশিষ্ট্য হল অ্যালডিহাইড বা কেটোন গ্রুপ এবং অন্তত দুটি হাইড্রক্সিল গ্রুপের উপস্থিতি।

তাদের গঠন অনুসারে, কার্বোহাইড্রেটগুলি মনোস্যাকারাইড, পলিস্যাকারাইড, অলিগোস্যাকারাইডে বিভক্ত।

মোনোস্যাকারাইড

মোনোস্যাকারাইড হল সবচেয়ে সহজ কার্বোহাইড্রেট যা হাইড্রোলাইজ করা যায় না। কম্পোজিশনে কোন গ্রুপটি উপস্থিত রয়েছে তার উপর নির্ভর করে - অ্যালডিহাইড বা কেটোন, অ্যালডোজগুলি আলাদা করা হয় (এর মধ্যে রয়েছে গ্যালাকটোজ, গ্লুকোজ, রাইবোজ) এবং কেটোস (রাইবুলোজ, ফ্রুক্টোজ)।

অলিগোস্যাকারাইডস

অলিগোস্যাকারাইড হল কার্বোহাইড্রেট যেগুলির গঠনে মনোস্যাকারাইড উৎপত্তির দুই থেকে দশটি অবশিষ্টাংশ থাকে, গ্লাইকোসিডিক বন্ড দ্বারা সংযুক্ত থাকে। মনোস্যাকারাইডের অবশিষ্টাংশের সংখ্যার উপর নির্ভর করে, ডিস্যাকারাইড, ট্রাইস্যাকারাইড ইত্যাদি আলাদা করা হয়। গ্লুকোজ জারিত হলে কী তৈরি হয়? এ বিষয়ে পরে আলোচনা করা হবে।

পলিস্যাকারাইড

পলিস্যাকারাইডকার্বোহাইড্রেট যা গ্লাইকোসিডিক বন্ড দ্বারা আন্তঃসংযুক্ত দশটিরও বেশি মনোস্যাকারাইড অবশিষ্টাংশ ধারণ করে। যদি পলিস্যাকারাইডের সংমিশ্রণে একই মনোস্যাকারাইডের অবশিষ্টাংশ থাকে, তবে এটিকে হোমোপলিস্যাকারাইড (উদাহরণস্বরূপ, স্টার্চ) বলা হয়। যদি এই ধরনের অবশিষ্টাংশগুলি ভিন্ন হয়, তবে একটি হেটেরোপলিস্যাকারাইড দিয়ে (উদাহরণস্বরূপ, হেপারিন)।

গ্লুকোজ অক্সিডেশনের গুরুত্ব কী?

মানব দেহে কার্বোহাইড্রেটের কাজ

কার্বোহাইড্রেট নিম্নলিখিত প্রধান কার্য সম্পাদন করে:

1. শক্তি। কার্বোহাইড্রেটের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কাজ, কারণ তারা শরীরের শক্তির প্রধান উৎস হিসেবে কাজ করে। তাদের অক্সিডেশনের ফলে, একজন ব্যক্তির অর্ধেকেরও বেশি শক্তি চাহিদা সন্তুষ্ট হয়। এক গ্রাম কার্বোহাইড্রেটের অক্সিডেশনের ফলে, 16.9 kJ নির্গত হয়।
2. রিজার্ভ। গ্লাইকোজেন এবং স্টার্চ হল এক ধরনের পুষ্টি সঞ্চয়।
3. কাঠামোগত। সেলুলোজ এবং কিছু অন্যান্য পলিস্যাকারাইড যৌগ উদ্ভিদের একটি শক্তিশালী কাঠামো তৈরি করে। এছাড়াও, তারা, লিপিড এবং প্রোটিনের সংমিশ্রণে, সমস্ত কোষের বায়োমেমব্রেনের একটি উপাদান৷
4. প্রতিরক্ষামূলক। অ্যাসিড হেটেরোপলিস্যাকারাইড একটি জৈবিক লুব্রিকেন্টের ভূমিকা পালন করে। তারা জয়েন্টগুলির উপরিভাগে রেখা দেয় যা একে অপরকে স্পর্শ করে এবং ঘষে, নাকের মিউকাস মেমব্রেন, পরিপাকতন্ত্র।
5. অ্যান্টিকোয়াগুল্যান্ট। একটি কার্বোহাইড্রেট যেমন হেপারিন এর একটি গুরুত্বপূর্ণ জৈবিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যথা, এটি রক্ত জমাট বাঁধতে বাধা দেয়।
6. কার্বোহাইড্রেট হল প্রোটিন, লিপিড এবং নিউক্লিক অ্যাসিডের সংশ্লেষণের জন্য প্রয়োজনীয় কার্বনের উৎস৷

শরীরের জন্য, কার্বোহাইড্রেটের প্রধান উৎস হল খাদ্যতালিকাগত কার্বোহাইড্রেট - সুক্রোজ, স্টার্চ, গ্লুকোজ, ল্যাকটোজ)। অ্যামিনো অ্যাসিড, গ্লিসারল, ল্যাকটেট এবং পাইরুভেট (গ্লুকোনোজেনেসিস) থেকে গ্লুকোজ শরীরেই সংশ্লেষিত হতে পারে।

গ্লাইকোলাইসিস

গ্লাইকোলাইসিস হল গ্লুকোজ অক্সিডেশন প্রক্রিয়ার তিনটি সম্ভাব্য রূপের একটি। এই প্রক্রিয়ায়, শক্তি নির্গত হয়, যা পরবর্তীতে ATP এবং NADH-এ সঞ্চিত হয়। এর একটি অণু পাইরুভেটের দুটি অণুতে ভেঙে যায়।

গ্লাইকোলাইসিস প্রক্রিয়াটি বিভিন্ন ধরণের এনজাইমেটিক পদার্থের ক্রিয়ায় ঘটে, অর্থাৎ জৈবিক প্রকৃতির অনুঘটক। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অক্সিডাইজিং এজেন্ট হল অক্সিজেন, তবে এটি লক্ষণীয় যে গ্লাইকোলাইসিস প্রক্রিয়াটি অক্সিজেনের অনুপস্থিতিতে পরিচালিত হতে পারে। এই ধরনের গ্লাইকোলাইসিসকে অ্যানারোবিক বলা হয়।

অ্যানেরোবিক টাইপ গ্লাইকোলাইসিস হল গ্লুকোজ অক্সিডেশনের একটি ধাপে ধাপে প্রক্রিয়া। এই গ্লাইকোলাইসিসের সাথে, গ্লুকোজ অক্সিডেশন সম্পূর্ণরূপে ঘটে না। এইভাবে, গ্লুকোজের অক্সিডেশনের সময়, পাইরুভেটের একটি মাত্র অণু গঠিত হয়। শক্তির সুবিধার ক্ষেত্রে, অ্যানেরোবিক গ্লাইকোলাইসিস অ্যারোবিকের চেয়ে কম উপকারী। যাইহোক, যদি অক্সিজেন কোষে প্রবেশ করে, তাহলে অ্যানেরোবিক গ্লাইকোলাইসিস বায়বীয়তে রূপান্তরিত হতে পারে, যা গ্লুকোজের সম্পূর্ণ অক্সিডেশন।

গ্লাইকোলাইসিসের প্রক্রিয়া

গ্লাইকোলাইসিস ছয়-কার্বন গ্লুকোজকে তিন-কার্বন পাইরুভেটের দুটি অণুতে ভেঙে দেয়। পুরো প্রক্রিয়াটি পাঁচটি প্রস্তুতিমূলক পর্যায়ে এবং আরও পাঁচটিতে বিভক্ত, যার সময় এটিপি সংরক্ষণ করা হয়শক্তি।

এইভাবে, গ্লাইকোলাইসিস দুটি পর্যায়ে এগিয়ে যায়, যার প্রতিটি পাঁচটি পর্যায়ে বিভক্ত।

গ্লুকোজ অক্সিডেশন বিক্রিয়ার পর্যায় 1

• প্রথম পর্যায়। প্রথম ধাপ হল গ্লুকোজ ফসফোরিলেশন। ষষ্ঠ কার্বন পরমাণুতে ফসফোরিলেশন দ্বারা স্যাকারাইড সক্রিয়করণ ঘটে।
• দ্বিতীয় পর্যায়। গ্লুকোজ-6-ফসফেটের আইসোমারাইজেশন প্রক্রিয়া রয়েছে। এই পর্যায়ে, অনুঘটক ফসফোগ্লুকোইসোমারেজ দ্বারা গ্লুকোজ ফ্রুক্টোজ-6-ফসফেটে রূপান্তরিত হয়।
• তৃতীয় পর্যায়। ফ্রুক্টোজ-6-ফসফেটের ফসফোরিলেশন। এই পর্যায়ে, ফসফোফ্রুক্টোকিনেস-1 এর প্রভাবে ফ্রুক্টোজ-1,6-ডিফসফেট (এটিকে অ্যালডোলেজও বলা হয়) গঠন ঘটে। এটি অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফোরিক অ্যাসিড থেকে ফ্রুক্টোজ অণুতে ফসফরিল গ্রুপের সাথে জড়িত।
• চতুর্থ পর্যায়। এই পর্যায়ে, অ্যালডোলেসের বিভাজন ঘটে। ফলস্বরূপ, দুটি ট্রায়োজ ফসফেট অণু গঠিত হয়, বিশেষ করে কেটোস এবং এল্ডোজে।
• পঞ্চম পর্যায়। ট্রায়োজ ফসফেটের আইসোমারাইজেশন। এই পর্যায়ে, গ্লিসারালডিহাইড-3-ফসফেট গ্লুকোজ ভাঙ্গনের পরবর্তী পর্যায়ে পাঠানো হয়। এই ক্ষেত্রে, ডাইহাইড্রোক্সাইসেটোন ফসফেটের গ্লিসারালডিহাইড-3-ফসফেটের রূপান্তর ঘটে। এই রূপান্তরটি এনজাইমের ক্রিয়াকলাপের অধীনে সঞ্চালিত হয়৷
• ষষ্ঠ পর্যায়। গ্লিসারালডিহাইড-৩-ফসফেটের জারণ প্রক্রিয়া। এই পর্যায়ে, অণুটি জারিত হয় এবং তারপর ডিফসফোগ্লিসারেট-1, 3.

এ ফসফোরাইলেড হয়

• সপ্তম পর্যায়। এই ধাপে 1,3-ডিফসফোগ্লিসারেট থেকে এডিপিতে ফসফেট গ্রুপের স্থানান্তর জড়িত। এই ধাপের শেষ ফলাফল হল 3-ফসফোগ্লিসারেটএবং ATP।

পর্যায় 2 - গ্লুকোজের সম্পূর্ণ অক্সিডেশন

• অষ্টম পর্যায়। এই পর্যায়ে, 3-ফসফোগ্লিসারেট থেকে 2-ফসফোগ্লিসারেটে রূপান্তর করা হয়। রূপান্তর প্রক্রিয়াটি ফসফোগ্লিসারেট মিউটেজের মতো একটি এনজাইমের ক্রিয়াকলাপের অধীনে সঞ্চালিত হয়। গ্লুকোজ অক্সিডেশনের এই রাসায়নিক বিক্রিয়া ম্যাগনেসিয়াম (Mg) এর বাধ্যতামূলক উপস্থিতির সাথে এগিয়ে যায়।
• নবম পর্যায়। এই পর্যায়ে, 2-ফসফোগ্লিসারেটের ডিহাইড্রেশন ঘটে।
• দশম পর্যায়। পিইপি এবং এডিপিতে পূর্ববর্তী পদক্ষেপগুলির ফলস্বরূপ প্রাপ্ত ফসফেটগুলির স্থানান্তর রয়েছে। Phosphoenulpyrovate এডিপিতে স্থানান্তরিত হয়। ম্যাগনেসিয়াম (Mg) এবং পটাসিয়াম (K) আয়নের উপস্থিতিতে এই জাতীয় রাসায়নিক বিক্রিয়া সম্ভব।

বায়ুবিক অবস্থার অধীনে, পুরো প্রক্রিয়াটি CO₂ এবং H₂O তে আসে। গ্লুকোজ অক্সিডেশনের সমীকরণটি এরকম দেখাচ্ছে:

S_6N12_O6_{+ 6O}2 _{→ 6CO}2_{+ 6H}2_{O + 2880 kJ/mol.}

এইভাবে, গ্লুকোজ থেকে ল্যাকটেট তৈরির সময় কোষে NADH জমা হয় না। এর মানে হল যে এই ধরনের একটি প্রক্রিয়া অ্যানেরোবিক, এবং এটি অক্সিজেনের অনুপস্থিতিতে এগিয়ে যেতে পারে। এটি অক্সিজেন যা চূড়ান্ত ইলেকট্রন গ্রহণকারী যা NADH দ্বারা শ্বাসযন্ত্রের চেইনে স্থানান্তরিত হয়।

গ্লাইকোলাইটিক বিক্রিয়ার শক্তির ভারসাম্য গণনা করার প্রক্রিয়ায়, এটি অবশ্যই বিবেচনায় নেওয়া উচিত যে দ্বিতীয় পর্যায়ের প্রতিটি ধাপ দুবার পুনরাবৃত্তি হয়। এটি থেকে আমরা উপসংহারে আসতে পারি যে প্রথম পর্যায়ে দুটি ATP অণু ব্যয় করা হয়, এবং 4টি ATP অণু ফসফোরিলেশন দ্বারা দ্বিতীয় পর্যায়ে গঠিত হয়।সাবস্ট্রেট টাইপ। এর মানে হল প্রতিটি গ্লুকোজ অণুর অক্সিডেশনের ফলে কোষে দুটি ATP অণু জমা হয়।

আমরা অক্সিজেন দ্বারা গ্লুকোজের অক্সিডেশন দেখেছি।

অ্যানেরোবিক গ্লুকোজ অক্সিডেশন পথ

বায়বীয় জারণ হল একটি জারণ প্রক্রিয়া যার মধ্যে শক্তি নির্গত হয় এবং যা অক্সিজেনের উপস্থিতিতে এগিয়ে যায়, যা শ্বাসযন্ত্রের শৃঙ্খলে হাইড্রোজেনের চূড়ান্ত গ্রহণকারী হিসাবে কাজ করে। হাইড্রোজেন অণুর দাতা হল কোএনজাইমগুলির হ্রাসকৃত রূপ (FADH2, NADH, NADPH), যা স্তরের অক্সিডেশনের মধ্যবর্তী প্রতিক্রিয়ার সময় গঠিত হয়।

অ্যারোবিক ডিকোটোমাস টাইপ গ্লুকোজ অক্সিডেশন প্রক্রিয়া মানবদেহে গ্লুকোজ ক্যাটাবলিজমের প্রধান পথ। এই ধরণের গ্লাইকোলাইসিস মানবদেহের সমস্ত টিস্যু এবং অঙ্গগুলিতে করা যেতে পারে। এই প্রতিক্রিয়ার ফলাফল হল গ্লুকোজ অণু জল এবং কার্বন ডাই অক্সাইডে বিভক্ত। মুক্তি পাওয়ার পরে এটিপিতে সংরক্ষণ করা হবে। এই প্রক্রিয়াটিকে মোটামুটিভাবে তিনটি পর্যায়ে ভাগ করা যায়:

1. একটি গ্লুকোজ অণুকে এক জোড়া পাইরুভিক অ্যাসিড অণুতে রূপান্তর করার প্রক্রিয়া। বিক্রিয়াটি কোষের সাইটোপ্লাজমে ঘটে এবং এটি গ্লুকোজ ভাঙ্গনের একটি নির্দিষ্ট পথ।
2. পাইরুভিক অ্যাসিডের অক্সিডেটিভ ডিকারবক্সিলেশনের ফলে এসিটাইল-কোএ গঠনের প্রক্রিয়া। এই বিক্রিয়া সেলুলার মাইটোকন্ড্রিয়ায় ঘটে।
3. ক্রেবস চক্রে এসিটাইল-কোএ-এর জারণ প্রক্রিয়া। বিক্রিয়াটি সেলুলার মাইটোকন্ড্রিয়ায় ঘটে।

এই প্রক্রিয়ার প্রতিটি পর্যায়ে,শ্বাসযন্ত্রের চেইনের এনজাইম কমপ্লেক্স দ্বারা অক্সিডাইজড কোএনজাইমগুলির হ্রাসকৃত রূপ। ফলস্বরূপ, গ্লুকোজ জারিত হলে ATP গঠিত হয়।

কোএনজাইম গঠন

কোএনজাইম, যা অ্যারোবিক গ্লাইকোলাইসিসের দ্বিতীয় এবং তৃতীয় পর্যায়ে গঠিত হয়, কোষের মাইটোকন্ড্রিয়াতে সরাসরি অক্সিডাইজ করা হবে। এর সমান্তরালে, এনএডিএইচ, যা অ্যারোবিক গ্লাইকোলাইসিসের প্রথম পর্যায়ে প্রতিক্রিয়ার সময় কোষের সাইটোপ্লাজমে গঠিত হয়েছিল, এর মাইটোকন্ড্রিয়াল ঝিল্লির মধ্য দিয়ে প্রবেশ করার ক্ষমতা নেই। হাইড্রোজেন শাটল চক্রের মাধ্যমে সাইটোপ্লাজমিক NADH থেকে সেলুলার মাইটোকন্ড্রিয়াতে স্থানান্তরিত হয়। এই চক্রগুলির মধ্যে, প্রধানটিকে আলাদা করা যেতে পারে - ম্যালেট-অ্যাসপার্টেট৷

অতঃপর, সাইটোপ্লাজমিক NADH-এর সাহায্যে, অক্সালোঅ্যাসেটেটকে ম্যালেটে পরিণত করা হয়, যা ঘুরে, সেলুলার মাইটোকন্ড্রিয়ায় প্রবেশ করে এবং তারপর মাইটোকন্ড্রিয়াল NAD কমাতে অক্সিডাইজ করা হয়। অক্সালোএসেটেট কোষের সাইটোপ্লাজমে অ্যাসপার্টেট হিসাবে ফিরে আসে।

গ্লাইকোলাইসিসের পরিবর্তিত রূপ

গ্লাইকোলাইসিস অতিরিক্তভাবে 1, 3 এবং 2, 3-বাইফসফোগ্লিসারেট নিঃসৃত হতে পারে। একই সময়ে, জৈবিক অনুঘটকের প্রভাবের অধীনে 2,3-বাইফসফোগ্লিসারেট গ্লাইকোলাইসিস প্রক্রিয়ায় ফিরে আসতে পারে এবং তারপরে তার ফর্মটি 3-ফসফোগ্লিসারেটে পরিবর্তন করতে পারে। এই এনজাইম বিভিন্ন ভূমিকা পালন করে। উদাহরণস্বরূপ, হিমোগ্লোবিনে পাওয়া 2, 3-বাইফসফোগ্লিসারেট, টিস্যুতে অক্সিজেন স্থানান্তরকে উৎসাহিত করে, যেখানে অক্সিজেন এবং লোহিত রক্তকণিকার সখ্যতা হ্রাস এবং বিচ্ছিন্নকরণে অবদান রাখে।

উপসংহার

অনেক ব্যাকটেরিয়া তার বিভিন্ন পর্যায়ে গ্লাইকোলাইসিসের রূপ পরিবর্তন করতে পারে। এই ক্ষেত্রে, বিভিন্ন এনজাইমেটিক যৌগের ক্রিয়াকলাপের ফলে তাদের মোট সংখ্যা হ্রাস করা বা এই পর্যায়েগুলি পরিবর্তন করা সম্ভব। কিছু অ্যানারোবের অন্যান্য উপায়ে কার্বোহাইড্রেট পচানোর ক্ষমতা রয়েছে। বেশির ভাগ থার্মোফাইলের মাত্র দুটি গ্লাইকোলাইটিক এনজাইম থাকে, বিশেষ করে এনোলেজ এবং পাইরুভেট কিনেস।

আমরা দেখেছি কিভাবে শরীরে গ্লুকোজ অক্সিডাইজ হয়।