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8.3: Energiebedürftige Schritte der Glykolyse
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Energy-requiring Steps of Glycolysis
 
PROTOKOLLE

8.3: Energy-requiring Steps of Glycolysis

8.3: Energiebedürftige Schritte der Glykolyse

Overview

Glucose is the source of nearly all energy used by organisms. The first step of converting glucose into usable energy is called glycolysis. Glycolysis occurs in the cytosol of the cell over two phases: an energy-requiring phase and an energy-releasing phase. Over the first three steps, glucose is converted into different forms and attaches to two phosphate groups donated by two ATP molecules, resulting in an unstable sugar. In the next two stages, the unstable sugar splits into two sugar isomers which are either converted or used directly in the next phase of glycolysis.

The Process

First, glucose receives a phosphate group from ATP converting it into a more reactive form (glucose 6-phosphate). Because glucose attached to the negatively-charged phosphate cannot cross the hydrophobic cell membrane, the addition of a phosphate group also traps glucose inside the cell.

Next, the more reactive form of glucose is converted into one of its isomers, fructose 6-phosphate, which is required for subsequent energy-requiring steps of glycolysis.

Fructose 6-phosphate then receives a phosphate group from a second ATP molecule. This converts fructose 6-phosphate into fructose 1,6-bisphosphate, an unstable sugar.

This unstable sugar splits into two distinct three-carbon sugar isomers, glyceraldehyde 3-phosphate and DHAP. Glyceraldehyde 3-phosphate can be directly used in the next stage of glycolysis, whereas DHAP is converted into glyceraldehyde 3-phosphate.

Überblick

Glucose ist die Quelle fast aller von Organismen verbrauchten Energie. Den ersten Schritt der Umwandlung von Glucose in nutzbare Energie nennt man Glykolyse. Die Glykolyse findet im Zytosol der Zelle in zwei Phasen statt. Die erste Phase ist die energieaufnehmende Phase und die anschließende wird als energieabgebende Phase bezeichnet. In den ersten drei Phasen wird die Glucose in verschiedene Formen umgewandelt und bindet sich an zwei Phosphatgruppen, die von zwei ATP-Molekülen abgegeben werden. So entsteht ein instabiler Zucker. In den nächsten beiden Schritten spaltet sich der instabile Zucker in zwei Zuckerisomere, die entweder umgewandelt oder direkt in der nächsten Phase der Glykolyse verwendet werden.

Der Prozess

Zuerst erhält Glucose von ATP eine Phosphatgruppe, die sie in eine reaktionsfähigere Form (Glucose-6-Phosphat) umwandelt. Da die an das negativ geladene Phosphat gebundene Glucose die hydrophobe Zellmembran nicht durchqueren kann, wird durch die Zugabe einer Phosphatgruppe auch die Glucose im Inneren der Zelle eingeschlossen.

Weiter wird die reaktionsfreudigere Form der Glucose in eines ihrer Isomere, Fruktose-6-Phosphat, umgewandelt. Es wird für die nachfolgenden energieaufwendigen Schritte der Glykolyse benötigt.

Fructose-6-Phosphat erhält dann eine Phosphatgruppe von einem zweiten ATP-Molekül. Dieses wandelt Fructose-6-phosphat in Fructose-1,6-bisphosphat, einen instabilen Zucker, um.

Dieser instabile Zucker spaltet sich in zwei unterschiedliche Drei-Kohlenstoff-Zucker-Isomere, Glycerinaldehyd-3-Phosphat und DHAP. Glyceraldehyd-3-Phosphat kann direkt in der nächsten Stufe der Glycolyse verwendet werden, während DHAP in Glyceraldehyd-3-Phosphat umgewandelt wird.


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