3.22
Energiekopplung tritt auf, wenn eine hochexergonische Reaktion eine endergonische Reaktion antreibt. Die kombinierte Reaktion wird als gekoppelte Reaktion bezeichnet.
Zellen nutzen gekoppelte Reaktionen, um verschiedene Prozesse durchzuführen, darunter Biosynthese, aktiver Transport von Ionen und mechanische Arbeit. Die Hydrolyse von ATP ist eine häufig gekoppelte exergonische Reaktion zum Antrieb biologischer Prozesse.
Zum Beispiel ist die endergonische Reaktion zwischen Glutamat und Ammoniak zu Glutamin mit der exergonischen Hydrolyse von ATP zu ADP und anorganischem Phosphat gekoppelt.
Die Netto-Änderung der freien Energie für die gekoppelte Reaktion ist die Summe der einzelnen Änderungen der freien Energie. Aufgrund des großen negativen ΔG für die ATP-Hydrolyse beträgt die gesamte Standardänderung der freien Energie minus 16,3 kJ/mol, und die Reaktion kann fortgesetzt werden.
Gekoppelte Biosynthesereaktionen haben oft ein gemeinsames instabiles Zwischenprodukt. Bei der Biosynthese von Glutamin entsteht durch den Übergang von Phosphat von ATP zu Glutamat das Zwischenprodukt Glutamylphosphat, das dann mit Ammoniak zu Glutamin reagiert.
Zelluläre Prozesse wie der Auf- und Abbau komplexer Moleküle erfolgen durch schrittweise chemische Reaktionen. Einige dieser chemischen Reaktionen sin…
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