4.8 : Sugars as Energy Storage Molecules

מטבוליזם של סוכר (פחמימה פשוטה) (תגובות כימיות) הוא דוגמה קלאסית לתהליכים תאיים רבים המשתמשים באנרגיה ומייצרים אותה. יצורים חיים צורכים סוכר כמקור אנרגיה עיקרי מכיוון שלמולקולות סוכר יש אנרגיה רבה המאוחסנת בתוך הקשרים שלהם. מקורן של פחמימות נצרכות הוא באורגניזמים שמבצעים פוטוסינתזה כמו צמחים. במהלך הפוטוסינתזה, צמחים משתמשים באנרגיית אור השמש כדי להמיר גז פחמן דו-חמצני למולקולות סוכר, כמו גלוקוז. מכיוון שתהליך זה כרוך בסינתזה של מולקולה גדולה יותר שאוגרת אנרגיה, הוא דורש קלט אנרגיה כדי להתקדם.

עמילן וגליקוגן הם צורות האחסון של גלוקוז בצמחים ובבעלי חיים, בהתאמה. שרשראות פוליסכריד ארוכות אלה עשויות להיות מסועפות או לא מסועפות. צורות אחסון כאלה הופכות את הגלוקוז למעט פחות נגיש לחילוף חומרים; עם זאת, זה מונע מהגלוקוז לדלוף החוצה מהתא או ליצור לחץ אוסמוטי גבוה שעלול לגרום לתא לספוג מים מופרזים. הן גליקוגן והן עמילן משמשים כמאגרי אנרגיה, אשר ניתן לפרק לגלוקוז כדי לספק מולקולות ATP.

תהליכי הייצור והפירוק של מולקולות סוכר מדגימים שני סוגים של מסלולים מטבוליים. מסלול מטבולי הוא סדרה של תגובות ביוכימיות מקושרות הממירות מולקולת מצע או מולקולות, שלב אחר שלב, דרך סדרה של מתווכים מטבוליים, ובסופו של דבר מניבות מוצר או תוצר סופי. במקרה של מטבוליזם של סוכר, המסלול המטבולי הראשון מסנתז סוכר ממולקולות קטנות יותר, והמסלול השני מפרק סוכר למולקולות קטנות יותר. מדענים מכנים את שני התהליכים המנוגדים האלה – הראשון דורש אנרגיה והשני מייצר אנרגיה – מסלולים אנאבוליים (בניין) וקטבוליים (פירוק), בהתאמה. כתוצאה מכך, בנייה (אנאבוליזם) והשפלה (קטבוליזם) מהווים מטבוליזם.

טקסט זה עובד מתוך Openstax, Biology 2e, Section 6.1: Energy and Metabolism