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8.4: Energiefreisetzende Schritte der Glykolyse
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Energiefreisetzende Schritte der Glykolyse
 

PROTOKOLLE

8.4: Energiefreisetzende Schritte der Glykolyse

Während die erste Phase der Glykolyse Energie verbraucht, um Glucose in Glykeraldehyd-3-Phosphat (G3P) umzuwandeln, produziert die zweite Phase Energie. Die Energie wird über eine Abfolge von Reaktionen freigesetzt. Dabei wird G3P in Pyruvat umgewandelt. Die energiefreisetzende Phase (Schritte 6-10 der Glykolyse) erfolgt zweimal. Sie läuft nämlich für jeden der beiden 3-Kohlenstoffzucker ab, die während der Schritte 1-5 produziert worden sind.

Der erste energiefreisetzende Schritt (der als der 6. Schritt der Glykolyse angesehen wird) besteht aus zwei gleichzeitigen Ereignissen: Oxidation und Phosphorylierung von G3P. Der Elektronenträger NAD+ entfernt einen Wasserstoff aus G3P, oxidiert den 3-Kohlenstoffzucker und wandelt (reduziert) NAD+ in NADH und H+ um. Die freigesetzte Energie wird genutzt, um G3P zu phosphorylieren und in 1,3-Bisphosphoglycerat umzuwandeln.

Im nächsten Schritt wandelt 1,3-Bisphosphoglycerat ADP in ATP um. Dabei spendet es eine Phosphatgruppe, wodurch es zu 3-Phosphoglycerat wird. Das 3-Phosphoglycerat wird dann in ein Isomer, 2-Phosphoglycerat, umgewandelt.

Nachfolgend verliert 2-Phosphoglycerat ein Wassermolekül und wird zu dem instabilen Molekül 2-Phosphoenolpyruvat oder PEP. PEP verliert leicht seine Phosphatgruppe zu ADP, wandelt es in ein zweites ATP-Molekül um und wird dabei zu Pyruvat.

In der Energiefreisetzungsphase werden pro umgewandelten Zucker zwei Moleküle ATP und ein Molekül NADH freigesetzt. Da während der energetischen Phase der Glykolyse zwei 3-Kohlenstoff-Zucker produziert wurden, findet dies doppelt statt. Es werden vier ATP-Moleküle und zwei NADH-Moleküle freigesetzt. So ergibt die Glykolyse für jedes Glucosemolekül eine Nettoproduktion von zwei ATP-Molekülen (4 produziert minus 2 verwendet, während der energieaufwendigen Phase) und zwei NADH-Molekülen.

Glykolyse produziert zwei 3-Kohlenstoff-Pyruvat-Moleküle aus einem 6-Kohlenstoff-Glucosemolekül. In Gegenwart von Sauerstoff kann Pyruvat im Krebszyklus in Kohlendioxid zerlegt werden, wobei viele ATP-Moleküle freigesetzt werden. NADH sammelt sich in der Zelle an, wo es wieder in NAD+ umgewandelt und für die weitere Glykolyse verwendet werden kann.


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