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Regenerationsphase der Glycolyse

Schauen wir uns noch einmal die Gesamtbilanz der Glycolyse an:

Glucose + 2 ADP/Pi + 2 NAD+ ==> 2 Pyruvat + 2 NADH + 2 ATP + 2 H2O

Zusammenfassung der Glycolyse
Autor: Ulrich Helmich 2016, Lizenz: siehe Seitenende.

Die Gesamtreaktion der Glycolyse lautet:

Glucose + 2 ADP/Pi + 2 NAD+
2 Pyruvat + 2 NADH + 2 ATP + 2 H2O

Keiner der neun Schritte der Glycolyse benötigt Sauerstoff, daher kann die Glycolyse auch unter anaeroben Bedingungen durchgeführt werden. Ein Problem ist dabei aber die Rückgewinnung des Coenzyms NAD+. Die Rückgewinnung von ADP/Pi ist überhaupt kein Problem. ATP wird ständig in der Zelle verbraucht und liefert dabei genug ADP/Pi. Aber wie kommt die Zelle an neues NAD+für die Glycolyse, wenn kein Sauerstoff für die Atmungskette zur Verfügung steht, bei der viel NAD+gebildet wird?

Gärungen liefern NAD+

Eine anaerobe Zelle muss andere Wege einschlagen, um NAD+zu gewinnen. Der übliche Weg heißt hier: Gärung.

NAD+ ist ja ein Coenzym für den Transport von Wasserstoff. Nicht von gasförmigem Wasserstoff H2, sondern von sogenannten Reduktionsäquivalenten: 2 H+ + 2 e-.

Allgemeines Schema einer Gärung
Autor: Ulrich Helmich 2022, Lizenz: siehe Seitenende

Um neues NAD+für die Glycolyse zu gewinnen, muss das während der Glycolyse gebildete NADH/H+ seinen Wasserstoff wieder abgeben. Das geschieht am besten, indem eine organische Verbindung X reduziert wird zu XH2. Denn "Reduktion" heißt ja nichts anderes als die Aufnahme von Wasserstoff (bzw. Reduktionsäquivalenten). Und NADH/H+ ist das Transportmittel für Wasserstoff. Wenn also NADH/H+eine organische Verbindung X reduziert, wird der Wasserstoff auf diese übertragen, und aus dem NADH/H+entsteht wieder NAD+.

Einzelheiten zu den einzelnen Gärungsarten, zum Beispiel zur alkoholischen Gärung, finden Sie auf der Seite "Gärungen".