In der ersten Stufe der Glykolyse werden die beiden ATP-Moleküle durch Hydrolyse in 2 ADPs + 2 Pi zerlegt, dann werden sie in der zweiten Stufe der Glykolyse phosphoryliert, um 2 ATPs zu erhalten. Wie kann dieser Prozess zweimal passieren, um 4 Moleküle ATP zu ergeben, wenn wir zu Beginn nur 2 ADPs haben?
Hinweis: Ich frage nicht, warum der Vorgang zweimal abläuft, da leicht zu erkennen ist, dass das Fructose-1,6-biphosphat in zwei Glyceraldehydphosphatmoleküle zerlegt wird. Ich frage mich, wie der Prozess der Produktion von zwei ATPs zweimal ablaufen kann, wenn wir nur zwei ATP-Moleküle in ADP zerlegen.
Ich glaube, ich verstehe Ihre Frage und bin darüber gestolpert, weil ich mich beim Lernen für meinen Mikrobio-Test dasselbe gefragt habe. Ich weiß, es ist ein Jahr zu spät, aber eines Tages könnte jemand anderes diese Informationen brauchen ... also hier ist sie.
Vereinfacht gesagt: An die beiden aus der Vorbereitungsstufe abgespaltenen 3-Kohlenstoff-Moleküle kommt noch ein zweites Phosphatpaar, bevor schließlich die 4 ATP gebildet werden. Diese werden durch ein Enzym hinzugefügt, während die NAD+-Moleküle reduziert werden.
Im Detail: Das erste Phosphatpaar, das die Zelle zur Synthese von ATP verwendet, stammt von den anfänglichen 2 ATP, die während der Vorbereitungsphase investiert wurden, aber weitere 2 Phosphate werden hinzugefügt, wenn die Zelle die beiden Moleküle Glyceraldehyd, 3 Phosphat (G3P) zu NADH oxidiert . In diesem Schritt werden den G3Ps zwei Elektronen entzogen und ein verfügbares anorganisches Phosphat wird an die „1“-Position hinzugefügt, wodurch „1,3-Biphosphoglycerinsäure“ (1,3BPG) entsteht. Danach stehen den Molekülen jeweils 2 Phosphate für insgesamt 4 Phosphate zur Verfügung, um oxidiert und zur Synthese von 4 ATPs verwendet zu werden.
Dieser Schritt (die Zugabe eines anorganischen Phosphats als Zwischenschritt) wird von normalen Lehrbüchern so übersehen, dass es nicht einmal lustig ist. meins listet das Enzym nicht einmal auf; Ich musste es nachschlagen. aber ja, das ist die Quelle der zusätzlichen Phosphate, die für die Bildung der 4 ATP-Moleküle der Glykolyse verfügbar sind, und möglicherweise haben Sie es nicht aus dem Diagramm in Ihrem Lehrbuch gesehen (Sie sind nicht allein!).
Ich hoffe, das hilft!
Quellen, Stand 18.04.17:
Es gibt viele andere ADP-Quellen in der Zelle: Verschiedene Proteine, die ATP als Energiequelle verwenden, hydrolysieren es, um ADP + Phosphat zu bilden, wodurch Energie gewonnen wird. Dieses ADP kann dann durch Glykolyse wieder zu ATP phosphoryliert werden. Wenn die Glykolyse keine Nettoausbeute an ATP erzeugen würde, wäre sie sinnlos, also sollte sie in diesem Sinne wirklich unausgeglichen sein.
Es kann hilfreich sein, wenn ich zwei Sichtweisen auf die Situation vorschlage.
Glykolyse: ADP + Pi → ATP
Während die zweite Reaktion ADP unter Verwendung des ATP regeneriert
Biosynthese / Bewegung / Elektrochemische Arbeit etc: ATP → ADP + Pi
Wenn die zweite Reaktion nicht auftritt, stoppt auch die erste, aber das ist in Ordnung, da die Zelle kein ATP produzieren muss, wenn genügend vorhanden ist.
ADP + Pi ⇋ ATP
Die Lage dieses Gleichgewichts (und damit die relativen Konzentrationen von ADP und ATP) variiert je nach Situation in der Zelle. Die Konzentrationen von ADP und ATP beeinflussen die Glykolyse (und andere Aspekte des Stoffwechsels) sowohl durch einfache Massenwirkung als auch durch etwas, das Sie vielleicht noch nicht kennen, die Regulierung bestimmter Schlüsselenzyme (allosterische Regulierung). (Es besteht auch ein Gleichgewicht zwischen ATP, ADP und AMP.)
Schließlich gibt es in der biologischen Chemie sowohl offene als auch (halb-) geschlossene Systeme. Die Umwandlung von Nahrungsmitteln in chemische Energie und die strukturellen Bestandteile einer Zelle ist offensichtlich ein offenes System – die Substrate für die Glykolyse kommen schließlich von außerhalb des Organismus. Die gegenseitige Umwandlung von ATP und ADP (und NAD + /NADH) kann als (halb-) abgeschlossen angesehen werden, da der Hauptteil der chemischen Einheit konserviert wird. Allerdings sollte man nicht vergessen, dass zunächst, wenn der Organismus wächst und sich die Zellen teilen, das Adenosin-Rückgrat synthetisiert werden muss, und es erfordert Energie, dies zu tun, und mehr Energie, um der Ribose Phosphate (auch aus der Nahrung) hinzuzufügen.
Ich weiß, das ist einfach, denn wenn Sie sich nur den ersten Schritt ansehen können, gab es nur 2ATP und die Energie in diesem Molekül wird verwendet, um das Glucosemolekül zu phosphorylieren, um Fructosebiphosphat und 2ADP zu ergeben, und 2pi wird diesem Molekül überlassen, das sich durch das Substrat neu organisieren kann Ebene Phosphorylierung, um 4ATP-Moleküle zu ergeben, wie Sie wissen, dass die Energie aus der chemischen Energie des GP (Glycerinaldehyd-3-Phosphat) stammt, da wir anfangs 2ADP und 2Pi haben, aber schließlich 4ATP haben, weil die Energie ausreicht, um zusätzliches 2ADP und 2Pi, das kommt, wieder zusammenzuziehen aus anderen Nicht-Glykolyse-Reaktionen
BrozzSama
Roland