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Schritt 5 - Aktivierung 3 und Oxidation

Glycolyse: Schritt 5 - Schritt 6 - Schritt 7 - Schritt 8 - Schritt 9 - Überblick

Glycerinaldehyd-3-phosphat + Phosphat + NAD+ ==> 1,3-Bisphosphoglycerat + NADH/H+

In diesem Schritt wird das Glycerinaldehyd-3-Phosphat durch die Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase (GAPDH) oxidiert. Als Oxidationsmittel dient ein Molekül des Coenzyms NAD+.

Das Edukt Glycerinaldehyd-3-Phosphat enthält bereits eine Phosphatgruppe. Aus dem Zellplasma kommt nun eine zweite Phosphatgruppe dazu, die sich an das C-Atom Nr. 1 hängt. Es entsteht ein energetisch instabiles Zwischenprodukt mit zwei Phosphatgruppen, das nach der eigenartigen Biologen-Nomenklatur 1,3-Bisphosphoglycerat genannt wird.

Für Experten

Das Enzym Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase bindet zunächst das Substrat Glycerinaldehyd-3-Phosphat und das Coenzym NAD+. Das im Bild rot markierte H-Atom sowie ein weiteres Elektron werden dann auf das Coenzym übertragen, wobei NADH entsteht. Das Phosphat-Ion spaltet ein Proton ab, womit wir wieder beim altbekannten NADH/H+ wären.

Im nächsten Schritt "schnappt" sich das Enzym das Phosphat-Ion und setzt es an das oxidierte C1-Atom des Glycerinaldehyd-3-phosphats.

Im  Grunde hat das Enzym also drei Substrate, die es in seinem aktiven Zentrum verarbeiten muss: Das Glycerinaldehyd-3-phosphat als Hauptsubstrat, das Coenzym NAD+ sowie das Phosphat-Ion (je nach pH-Wert auch das Hydrogenphosphat- oder sogar Dihdrogenphosphat-Ion).

Zusammenfassend kann man sagen, dass im 5. Schritt der Glycolyse die beiden Glycerinaldehyd-3-Phosphat-Moleküle ein weiteres Mal aktiviert werden, diesmal allerdings nicht durch ATP, sondern durch freies anorganisches Phosphat, das stets im Zellplasma vorkommt. Chemisch gesehen ist dieser Schritt eine Oxidation, und es werden pro Glucose-Molekül zwei NADH/H+-Einheiten ("Reduktionsäquivalente") gewonnen.

Regulation

Von Regulation kann hier zwar nicht die Rede sein, aber Arsen, ein bekanntes Gift, hemmt die Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase recht stark, worauf auch die Giftwirkung des Arsens beruht (deutsche Wikipedia).

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