Inhalt
- Glykolyse: Die Quelle von Pyruvat
- Pyruvatverarbeitung in Eukaryoten
- Pyruvatoxidation: Die Brückenreaktion
- Aerobe Atmung nach Pyruvat
- Gärung: Milchsäure
Glykolyse ist die Umwandlung des 6-Kohlenstoff-Zuckermoleküls Glucose zu zwei Molekülen der Drei-Kohlenstoff-Verbindung Pyruvat und ein wenig Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat) und NADH (ein "Elektronenträger" -Molekül). Es tritt in allen Zellen auf, sowohl in prokaryotischen (d. H. Solchen, denen im Allgemeinen die Fähigkeit zur aeroben Atmung fehlt) als auch in eukaryotischen (d. H. Solchen, die Organellen aufweisen und die Zellatmung in ihrer Gesamtheit nutzen).
Das bei der Glykolyse gebildete Pyruvat, ein Prozess, der selbst keinen Sauerstoff benötigt, gelangt in Eukaryoten zu den Mitochondrien für aerobe AtmungDer erste Schritt ist die Umwandlung von Pyruvat in Acetyl-CoA (Acetyl-Coenzym A).
Wenn jedoch kein Sauerstoff vorhanden ist oder die Zelle keine Möglichkeit zur aeroben Atmung hat (wie bei den meisten Prokaryoten), wird Pyruvat zu etwas anderem. Im anaerobe AtmungZu was werden die beiden Pyruvatmoleküle umgewandelt??
Glykolyse: Die Quelle von Pyruvat
Glykolyse ist die Umwandlung eines Glukosemoleküls C6H12O6auf zwei Pyruvatmoleküle, C3H4O3Mit etwas ATP, Wasserstoffionen und NADH, die auf dem Weg mithilfe von ATP- und NADH-Vorläufern erzeugt wurden:
C6H12O6 + 2 NAD + 2 ADP + 2 Pich → 2 C3H4O3 + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP
Hier Pich steht für "anorganisches Phosphat"oder eine freie Phosphatgruppe, die nicht an ein kohlenstoffhaltiges Molekül gebunden ist. ADP ist Adenosindiphosphat, der sich von ADP durch eine einzige freie Phosphatgruppe unterscheidet.
Pyruvatverarbeitung in Eukaryoten
Genau wie unter anaeroben Bedingungen ist das Endprodukt der Glykolyse unter aeroben Bedingungen Pyruvat. Was unter aeroben Bedingungen und nur unter aeroben Bedingungen mit Pyruvat passiert, ist die aerobe Atmung (ausgelöst durch die Brückenreaktion vor dem Krebszyklus). Unter anaeroben Bedingungen wird Pyruvat in Laktat umgewandelt, um die Glykolyse stromaufwärts zu halten.
Bevor wir uns das Schicksal von Pyruvat unter anaeroben Bedingungen genauer ansehen, sollten wir uns ansehen, was mit diesem faszinierenden Molekül unter den normalen Bedingungen passiert, die Sie normalerweise erleben - zum Beispiel gerade jetzt.
Pyruvatoxidation: Die Brückenreaktion
Die Brückenreaktion, auch genannt Übergangsreaktionfindet in den Mitochondrien von Eukaryoten statt und beinhaltet die Decarboxylierung von Pyruvat unter Bildung von Acetat, einem Molekül mit zwei Kohlenstoffatomen. Ein Molekül Coenzym A wird zu dem Acetat gegeben, um Acetyl-Coenzym A oder Acetyl-CoA zu bilden. Dieses Molekül tritt dann in den Krebszyklus ein.
Zu diesem Zeitpunkt wird Kohlendioxid als Abfallprodukt ausgeschieden. Es wird weder Energie benötigt noch in Form von ATP oder NADH geerntet.
Aerobe Atmung nach Pyruvat
Die aerobe Atmung vervollständigt den Prozess der Zellatmung und umfasst den Krebszyklus und die Elektronentransportkette, beide in den Mitochondrien.
Im Krebs-Zyklus wird Acetyl-CoA mit einem 4-Kohlenstoff-Molekül namens Oxaloacetat gemischt, dessen Produkt nacheinander wieder zu Oxaloacetat reduziert wird. es entstehen ein wenig ATP und viele Elektronenträger.
Die Elektronentransportkette nutzt die Energie der Elektronen in den oben genannten Ladungsträgern, um viel zu produzieren ATP, mit Sauerstoff erforderlich als letzter Elektronenakzeptor, der verhindert, dass der gesamte Prozess bei der Glykolyse weit stromaufwärts gesichert wird.
Gärung: Milchsäure
Wenn keine aerobe Atmung möglich ist (wie bei Prokaryonten) oder das aerobe System erschöpft ist, weil die Elektronentransportkette gesättigt ist (wie bei hochintensiven oder anaeroben Übungen im menschlichen Muskel), kann die Glykolyse nicht länger fortgesetzt werden, da dies der Fall ist ist nicht länger eine Quelle von NAD_, um es am Laufen zu halten.
Ihre Zellen haben eine Problemumgehung dafür. Pyruvat kann in Milchsäure oder Laktat umgewandelt werden, um genügend NAD + zu erzeugen, um die Glykolyse eine Weile aufrechtzuerhalten.
C3H4O3 + NADH → NAD+ + C3H5O3
Dies ist die Entstehung der berüchtigten "Milchsäureverbrennung", die Sie während intensiver Muskelübungen verspüren, wie z. B. beim Heben von Gewichten oder einer ganzen Reihe von ss.