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Schritt 2 - Isomerisierung

Glycolyse: Schritt 1 - Schritt 2 - Schritt 3 - Schritt 4 - Überblick

Bei dieser Isomerisierung wird lediglich die Struktur des Moleküls verändert; es wird weder nennenswerte Energie in das Molekül hineingesteckt, noch wird eine Oxidation oder Reduktion durchgeführt.

Dieser Reaktionsschritt ist reversibel, das chemische Gleichgewicht liegt zwar auf der Seite des Glucose-6-phosphats, da das Reaktionsprodukt Fructose-6-phosphat aber ständig weiter reagiert, wird es aus dem "Stoffgemisch" entfernt, und die Reaktion läuft weiter in Richtung Produkt (Prinzip des kleinsten Zwangs).

Die Lage dieses Gleichgewichts ist außerdem temperaturabhängig. Bei 60 ºC liegt es eher auf der rechten Seite, es entsteht also mehr Fructose-Phosphat, und bei 30 ºC liegt es eher auf der linken Seite, es bildet sich also mehr Glucose-Phosphat.

Das Enzym, das die Reaktion in beide Richtungen katalysiert, ist die Glucose-6-Phosphat-Isomerase, ein Protein, das auch außerhalb der Glycolyse wichtige Funktionen hat, z.B. als Wachtumsfaktor.

Mutationen am Gen für die Glucose-6-Phosphat-Isomerase (GPI) sollen nach neueren Erkenntnissen für einige Krankheiten verantwortlich sein, zum Beispiel für hämolytische Anämie, Arthritis und Tumorbildung (Wikipedia).

Warum ist dieser Schritt notwendig?

Es wurde bereits gesagt, dass Glucose durch zwei Phosphatgruppen aktiviert werden muss, damit die Spaltung erfolgen kann. Ein Glucose-Molekül kann aber aufgrund seiner Struktur nur eine Phosphatgruppe aufnehmen. Ein Fructose-Molekül dagegen kann zwei Phosphatgruppen aufnehmen. Daher wird das Glucose-6-Phosphat in diesem zweiten Schritt der Glycolyse in das isomere Fructose-6-phosphat umgewandelt.

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