Hexokinase og glucose: Energiforbindelsen

Glucose er rig på energi. De bindinger, der holder glucose sammen, er carbon, hydrogen og ilt, og når disse bindinger brydes, kan energi frigives. Hexokinase er et enzym, en proteinkatalysator, der starter processen med energifrigivelse fra glucose.

Glucose energimolekylet

Katalysator-pelletter til biler og enzymer til molekyler er hver især katalysatorer.

Glucose er en af de simpelste og mest grundlæggende sukker kendt. Grønne planter producerer energirig glucose fra vand og kuldioxid, samt starcher, der er vigtige for menneskets ernæring, sundhed og energibehov. Dyr, når de indtager planter og tilhørende glucose, kan udtrække den potentielle energi fra glucose ved først at tilføje kemisk energi til glucose. Det enzym, der bruges til dette første trin, er hexokinase.

Hekokinase er en proteinkatalysator

Spinatblade bruger lysenergi til at lave sukker fra kuldioxid og vand.

Næsten alle enzymer er proteinkatalysatorer. Proteiner er lavet af specifikke typer og arrangementer af aminosyrer. Det giver hvert enzym unikke træk eller karakteristika. Ét enzym gør normalt bare én reaction om og om igen. Et enzym bruges ikke op i reaktionen, og enzymet kan udføre den samme opgave mange tusinde gange i en brøkdel af et sekund. Det, enzymet arbejder på, kaldes dets »substrate.« Hexokinase er et specifikt enzym, der har glucose som substrate.

Hexokinase-enzym tilføser fosfat til glucose

Vejen til energifrigivelse starter med hexokinase.

Hexokinase gør én ting til glucose – det tilføjer et fosfat, som det tager fra en af de mange omgivende ATP-molekyler i cellens cytoplams. Hexokinase bringer bokstaveligt talt glucose-sukkermolekyler sammen med ATP-molekyler og hæfter et fosfat på hvert glucose-molekyl. ATP (adenosin-trifosfat) bliver nu ADP (adenosin-difosfat), med et færre fosfat-molekyl end ATP.

Hexokinase energiserer glucose

Vinproduktion starter med sukker, gær og deres hexokinaser.

Hexokinase tilføjer et fosfat til glucose og energiserer glucose. Denne glucose er kendt som glucose-6-fosfat, fordi fosfatet er tilføjet til carbon-nummer 6 af glucose. Denne energiserede glucose er det allerførste skridt på vejen til energifrigivelse via den glykolytiske bane, eller glykolyse. Vejen til energifrigivelse er en fler-trins-proces, der næste involverer tilføjelse af ét mere fosfat af et andet enzym.

Energi og vinproduktion starter begge med hexokinase

Næsten enhver kendt organisme har hexokinase. Organismer producerer ATP-energi ved at nedbryde glucose, og de affaldsendprodukter kuldioxid og vand bruges af planter i fotosyntese til at lave mere sukker. Ufuldstændig metabolisme af glucose hos mange dyr giver mælkesyre, og dette molekyl trætter muskler. Gær omdanner glucose og andre sukkre til alkohol. Hexokinase-enzym arbejder hvert sekund af hver dag for at levere energi og holde levende celler i live.