Das ATP in der Glykolyse wird im Zytoplasma der Zelle produziert, aber das aus dem Krebszyklus wird in den Mitochondrien produziert. Die mitochondriale Membran enthält einen ATP-Synthase-Proteinkomplex, der einen Protonenfluss für die Produktion von ATP aus ADP und Pi nutzt.
Wird das während der Glykolyse im Zytoplasma gebildete ATP auf ähnliche oder unterschiedliche Weise hergestellt?
Das ATP in der Glykolyse wird direkt in bestimmten Reaktionen des Typs produziert:
X-PO 3 2– + ADP → Y + ATP
in einem Prozess wird als Phosphorylierung auf Substratebene bezeichnet .
Eine Schlüsselreaktion auf dem Weg ist die durch Glycerinaldehyd-3-Phosphat-Dehydrogenase katalysierte, bei der freies Orthophosphat in ein Zuckerphosphat in einer Reaktion des Typs eingebaut wird:
Z + PO 4 3– → X-PO 3 2–
(Ich habe X, Y und Z verwendet, weil andere Änderungen in den Strukturen auftreten.)
Dies unterscheidet sich völlig von der oxidativen Phosphorylierung , die in den Mitochondrien auftritt. In beiden Fällen stammt die (freie) Energie, die die Erzeugung von ATP antreibt, aus der Oxidation von Zuckern, an denen Cofaktoren wie NAD + zu NADH beteiligt sind. Bei der oxidativen Phosphorylierung wird die Reoxidation von NADH in der Membran (letztlich durch molekularen Sauerstoff) genutzt, um einen Protonengradienten aufzubauen, der dann zum Antrieb der ATP-Synthase verwendet werden kann. Bei der Phosphorylierung auf Substratebene wird die Chemie der Zwischenprodukte so manipuliert, dass bestimmte Reaktionen eine ausreichende Änderung der freien Energie beinhalten, um die Umwandlung von ADP in ATP direkt voranzutreiben. (Die anaerobe Reoxidation des NADH erzeugt in diesem letzteren Fall kein ATP.)
Sie sollten ein Lehrbuch der Biochemie für die Details lesen, die zu umfangreich sind, um sie hier darzustellen. Berget al. Abschnitt 16.1 behandelt dies gut und ist online verfügbar.
David