Glykolyse Die Glykolyse ist vor dem Citratzyklus und

Glykolyse Die Glykolyse ist vor dem Citratzyklus und der Atmungskette der erste Teilprozess der Zellatmung 1 1 Glykolyse Mitochondrium 2 2 Citratzyklus Cytoplasma 3 3 Atmungskette Zusammen mit dem Citratzyklus erfolgt der stufenweise Abbau von Glukose, mit dem Ziel, ATP zu gewinnen.

Glykolyse Die Glykolyse findet im Cytoplasma der Zelle statt. OH + OH OH C 6 H 12 O 6 OH O O Pyruvat (C 3) H 3 C CH 3 O HO C 3 H 4 O 3 O α-D-Glukose (C 6) CH 2 OH O Glykolyse OH Cytoplasma Ein Molekül Glukose wird in mehreren Reaktionsschritten, in zwei Moleküle Pyruvat umgewandelt.

Glykolyse Der Abbau von Glukose zu Pyruvat während der Glykolyse erfolgt in 2. Phasen. 1 Aktivierungsphase 2 energieliefernde Phase

Glykolyse Zu Beginn wird eine Phosphatgruppe von ATP auf die Glukose übertragen. ATP 1 2 C 6 H 12 O 6 ADP C 6 H 13 O 9 P Sauerstoff Phosphat Kohlenstoff Es entsteht Glukose-6 -phosphat. 1 Glukose 2 Glukose-6 -phosphat

Glykolyse Die Phosphorylierung zu Glukose-6 -phosphat ist für zwei Aspekte relevant. ATP 1 2 C 6 H 12 O 6 ADP C 6 H 13 O 9 P 1 Durch die Phosphorylierung wird Glukose aktiviert und somit energiereicher und reaktionsbereiter. Glukose-6 -phosphat kann im Gegensatz zur Glukose, 1 Glukose 2 Glukose-6 -phosphat passieren und steht somit 2 die Zellmembran nicht mehr Stoffwechselvorgängen in der Zelle zur Verfügung.

Glykolyse Nun wird Glukose-6 -phosphat durch Umlagerung in Fruktose-6 -phosphat umgewandelt. ATP 1 ATP 2 C 6 H 12 O 6 ADP C 6 H 13 O 9 P 3 C 6 H 13 O 9 P 4 ADP C 6 H 14 O 12 P 2 Im nächsten Schritt wird Fruktose-6 -phosphat zu Fruktose-1, 6 -biphosphat phosphoryliert. Ein Molekül ATP wird zu ADP. 1 Glukose 2 Glukose-6 -phosphat 3 Fruktose-6 -phosphat 4 Fruktose-1, 6 -bisphosphat

Glykolyse Es erfolgt die Spaltung der Fruktose-1, 6 -bisphosphat in zwei Triosen. ATP 1 ATP 2 C 6 H 12 O 6 ADP C 6 H 13 O 9 P 3 4 C 6 H 13 O 9 P 1. Glycerinaldehyd-3 -phosphat 2. Dihydroxyacetonphosphat ADP 5 C 6 H 14 O 12 P 2 1 ALD C 3 H 7 O 6 P 2 Diese Reaktion wird vom Enzym Aldolase A katalysiert. 1 Glukose 2 Glukose-6 -phosphat 3 Fruktose-6 -phosphat 4 Fruktose-1, 6 -bisphosphat 5 Glycerinaldehyd-3 -phosphat

Glykolyse Durch Isomerisierung von Dihydroxyacetonphosphat zu Glycerinaldehyd-3 -phosphat entsteht das 2. Molekül Pyruvat. ATP 1 ATP 2 C 6 H 12 O 6 ADP C 6 H 13 O 9 P 3 C 6 H 13 O 9 P 4 ADP GAP 5 C 6 H 14 O 12 P 2 1 Isomerisierung OH ALD O GAP O O C 3 H 7 O 6 P O O 2 O P OH HO P DHAP OH H HO OH 1 Glycerinaldehyd-3 -phosphat [GAP] 2 Dihydroxyacetonphosphat [DHAP]

Glykolyse Die Glykolyse wird nun von Glycerinaldehyd-3 -phosphat fortgeführt. ATP 1 ATP 2 C 6 H 12 O 6 ADP C 6 H 13 O 9 P 3 C 6 H 13 O 9 P Es beginnt die energieliefernde Phase. 1 4 ADP 5 C 6 H 14 O 12 P 2 ALD C 3 H 7 O 6 P Bis zu diesem Zeitpunkt wurde mithilfe der Glykolyse noch keine 2 Energie gewonnen, da in vorangegangenen Reaktionsschritten 2 Moleküle ATP in ADP umgewandelt wurden. 1 Glukose 2 Glukose-6 -phosphat 3 Fruktose-6 -phosphat 4 Fruktose-1, 6 -bisphosphat 5 Glycerinaldehyd-3 -phosphat

Glykolyse Es folgt die Umwandlung von Glycerinaldehyd-3 -phosphat in 1, 3 -Bisphoglycerat, die eine energiereiche Phosphatverbindung und NADH + H+ liefert. ATP 1 2 3 4 C 6 H 13 O 9 P ADP C 6 H 14 O 12 P 2 6 NADH + H+ 5 ALD C 3 H 8 O 10 P 2 C 3 H 7 O 6 P NAD+ 6 1, 3 -Bisphoglycerat C 6 H 12 O 6 ADP C 6 H 13 O 9 P 1 Glukose 2 Glukose-6 -phosphat 3 Fruktose-6 -phosphat 4 Fruktose-1, 6 -bisphosphat 5 Glycerinaldehyd-3 -phosphat

Glykolyse Bei der Reaktion zu 3 -Phosphoglycerat wird die gewonnene Phosphatverbindung auf ADP übertragen und ein Molekül ATP somit gebildet. ATP 2 1 3 C 6 H 13 O 9 P ADP C 6 H 14 O 12 P 2 6 NADH + H+ 5 ALD C 3 H 8 O 10 P 2 C 3 H 7 O 6 P NAD+ C 6 H 12 O 6 ADP C 6 H 13 O 9 P ADP 7 ATP 4 C 3 H 7 O 7 P 6 1, 3 -Bisphoglycerat 7 3 -Phosphoglycerat

Glykolyse Aus 3 -Phosphoglycerat entsteht 2 -Phosphoglycerat. In der nächsten Zwischenstufe wird Wasser abgespalten, was zur Bildung von Phosphoenolpyruvat (PEP) führt. ATP 2 1 7 ATP C 3 H 7 O 7 P 8 PEP 4 C 6 H 13 O 9 P ADP C 6 H 14 O 12 P 2 6 NADH + H+ 5 ALD CHO P C 3 H 7 O 6 P H 2 O 3 8 10 2 NAD+ C 6 H 12 O 6 ADP C 6 H 13 O 9 P ADP 3 8 C 3 H 7 O 7 P

Glykolyse Es wird eine weitere Phosphatgruppe pro PEP auf ADP übertragen. Es entsteht Pyruvat und ATP 2 1 3 4 C 6 H 13 O 9 P ADP C 6 H 14 O 12 P 2 6 NADH + H+ 5 ALD CHO P C 3 H 7 O 6 P H 2 O 3 8 10 2 NAD+ ADP C 6 H 12 O 6 ADP C 6 H 13 O 9 P ADP 7 ATP C 3 H 7 O 7 P 8 PEP 9 Pyruvat 8 C 3 H 7 O 7 P ATP C 3 H 4 O 3 9

Glykolyse Die Gesamtbilanz der Glykolyse: Glukose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 P → 2 Pyruvat + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H 2 O ATP 2 1 3 4 C 6 H 13 O 9 P ADP C 6 H 14 O 12 P 2 6 NADH + H+ 5 ALD CHO P C 3 H 7 O 6 P H 2 O 3 8 10 2 NAD+ ADP C 6 H 12 O 6 ADP C 6 H 13 O 9 P ADP 7 ATP C 3 H 7 O 7 P 8 PEP 9 Pyruvat 8 C 3 H 7 O 7 P ATP C 3 H 4 O 3 9

Glykolyse Zusammenfassung: Die Glykolyse ist der erste Teilprozess der Zellatmung. Während dieses Prozesses wird ein Molekül Glukose in zwei Moleküle Pyruvat umgewandelt. Der Prozess läuft in 2. Phasen ab: 1. Aktivierungsphase und 2. Energieliefernde Phase Die Gesamtbilanz (vereinfacht) der Glykolyse: Glukose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 P → 2 Pyruvat + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H 2 O