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Schritt 6 - ATP-Gewinnung

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

1,3-Bisphosphoglycerat + ADP ===> Glycerat-3-phosphat + ATP

In diesem Schritt 6 wird das 1,3-Bisphosphoglycerat zur Energiegewinnung genutzt. Unter energetischen Aspekten ist dieser Schritt sogar der wichtigste Schritt der Glycolyse.

Wir erinnern uns: Damit Glucose überhaupt gespalten werden kann, muss sie durch zwei ATP-Moleküle "aktiviert" werden (Schritt 1 und Schritt 3 der Glycolyse, Vorbereitungsphase). Lebende Zellen wollen aber Energie aus dem Glucoseabbau gewinnen, und nicht Energie hineinstecken. Es wird also langsam Zeit, dass die investierte Energie nicht nur zurückgewonnen wird, sondern dass darüberhinaus weitere Energie gewonnen wird.

In dem obigen Schema sehen wir die Reaktion von 1,3-Bisphosphoglycerat zu Glycerat-3-Phosphat (oft auch als 3-Phosphoglycerat bezeichnet). Die in Schritt 5 aufgenommene Phosphatgruppe wird durch das Enzym Phosphoglyceratkinase auf ein ADP-Molekül übertragen, dabei bildet sich ATP.

Da die Reaktion pro Glucose-Molekül zweimal abläuft, werden die beiden in den Schritten 1 und 3 investierten ATP-Moleküle im Schritt 6 zurückgewonnen. Die Energiebilanz ist jetzt also ausgeglichen: Zwei ATP-Moleküle wurden investiert, und zwei ATP-Moleküle wurden gewonnen. Und es kommt noch besser: Weil im Schritt 5 bereits zwei NADH-Moleküle gewonnen wurden, ist die Energiebilanz nach dem Schritt 6 sogar positiv, denn aus dem NADH kann in der Atmungskette ATP gewonnen werden.

Für Experten:

An sich ist die Übertragung einer Phosphat-Gruppe auf ein ADP-Molekül ein endothermer Prozess. Aber wenn man genau hinschaut, sieht man, dass ein O-Atom der unteren Phosphat-Gruppe im Glycerat-3-phosphat verbleibt. Das organische Moleküle wird dadurch oxidiert, und eine Oxidation ist meistens eine exotherme Reaktion. Es wird also Energie freigesetzt, und diese freigesetzte Energie wird jetzt zur Bildung eines ATP-Moleküls genutzt.

Einen solchen Mechanismus zur Synthese von ATP, wie er in den Schritten 5 und 6 stattfindet, nennt man übrigens Substratketten-Phosphorylierung.

Regulation

Die Phosphoglyceratkinase wird lt. engl. Wikipedia durch Phosphat und Citrat aktiviert. Magnesium-Ionen dagegen hemmen das Enzym.

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