Inhalt
- Reaktanten und Produkte der Glykolyse
- Glykolyse-Gleichung
- Frühe Glykolyse: Schritte
- Spätere Glykolyse: Schritte
Glykolyse ist der universelle biochemische Prozess, der einen Nährstoff (den Sechs-Kohlenstoff-Zucker) umwandelt Glucose) in nutzbare Energie (ATP oder Adenosintriphosphat) umwandeln. Die Glykolyse findet im Zytoplasma aller lebenden Zellen statt und wird von einer Flut spezifischer glykolytischer Enzyme begleitet.
Während die Energieausbeute der Glykolyse Molekül für Molekül weitaus geringer ist als bei der aeroben Atmung - zwei ATP pro Glukosemolekül, die allein für die Glykolyse verbraucht werden, verglichen mit 36 bis 38 für alle Reaktionen der Zellatmung zusammen -, ist sie dennoch eine von Allgegenwärtigste und zuverlässigste Prozesse der Natur in dem Sinne, dass alle Zellen sie nutzen, auch wenn sich nicht alle allein auf sie für ihren Energiebedarf verlassen können.
Reaktanten und Produkte der Glykolyse
Die Glykolyse ist ein anaerober Prozess, der keinen Sauerstoff benötigt. Achten Sie darauf, "anaerob" nicht mit "kommt nur in anaeroben Organismen vor" zu verwechseln. Die Glykolyse findet im Zytoplasma sowohl prokaryotischer als auch eukaryotischer Zellen statt.
Es beginnt bei der Glukose, die die Formel C hat6H12O6 und eine Molekülmasse von 180,156 Gramm diffundiert durch die Plasmamembran in eine Zelle hinunter zu ihrem Konzentrationsgradienten.
Wenn dies geschieht, wird der Glucosekohlenstoff Nr. 6, der sich außerhalb des primären hexagonalen Rings des Moleküls befindet, sofort phosphoryliert (d. H. Mit einer daran gebundenen Phosphatgruppe). Die Phosphorylierung von Glucose macht das Molekül Glucose-6-phosphat (G6P) elektrisch negativ und fängt es somit in der Zelle ein.
Nach weiteren neun Reaktionen und einer Energieinvestition erscheinen die Glykolyseprodukte: zwei Pyruvatmoleküle (C3H8O6) plus ein Paar Wasserstoffionen und zwei Moleküle NADH, einem "Elektronenträger", der für die "Downstream" -Reaktionen der aeroben Atmung in den Mitochondrien von entscheidender Bedeutung ist.
Glykolyse-Gleichung
Die Nettogleichung für die Reaktionen der Glykolyse kann wie folgt geschrieben werden:
C6H12O6 + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+→ 2 C3H4O3 + 2 h+ + 2 NADH + 2 ATP
Hier steht Pi für freies Phosphat und ADP für Adenosindiphosphat, das Nukleotid, das als direkter Vorläufer des größten Teils des ATP im Körper dient.
Frühe Glykolyse: Schritte
Danach wird im ersten Schritt der Glykolyse unter Anleitung des Enzyms G6P gebildet Hexokinasewird das Molekül ohne Verlust oder Gewinn von Atomen zu Fructose-6-phosphat, einem anderen Zuckerderivat, umgelagert. Dann wird das Molekül erneut phosphoryliert, diesmal am Kohlenstoff Nr. 1. Das Ergebnis ist Fructose-1,6-biphosphat (FBP), ein doppelt phosphorylierter Zucker.
Während für diesen Schritt ein ATP-Paar als Quelle für die hier auftretenden Phosphorylierungen erforderlich ist, sind diese in der Gesamtglykolgleichung nicht aufgeführt, da sie durch zwei der vier im zweiten Teil der Glykolyse erzeugten ATP aufgehoben werden. Somit bedeutet die Nettoproduktion von zwei ATP tatsächlich ein anfängliches "Buy-In" von zwei ATP, um am Ende des Prozesses insgesamt vier ATP zu produzieren.
Spätere Glykolyse: Schritte
Das doppelt phosphorylierte FBP mit sechs Kohlenstoffatomen wird in ein Paar einfach phosphorylierter Moleküle mit drei Kohlenstoffatomen gespalten, von denen sich eines schnell in das andere umlagert. So beginnt der zweite Teil der Glykolyse mit der Herstellung eines Paares von Glycerinaldehyd-3-phosphat (GA3P) -Molekülen.
Wichtig ist, dass sich alles, was von diesem Punkt an passiert, in Bezug auf die Gesamtreaktion verdoppelt. Da jedes GA3P-Molekül systematisch in Pyruvat umgelagert wird und dabei zwei ATP- und ein NAD-Molekül entstehen, erhöht sich die Gesamtzahl um das Doppelte. Am Ende der Glykolyse stehen zwei Pyruvate bereit, um in Richtung der Mitochondrien geschickt zu werden, solange Sauerstoff vorhanden ist.