Atp als Energieträger

Dadurch ist Glukose als schnelle Energiequelle weniger geeignet. Deshalb wird Glukose in einem aufwändigen Prozess (Glykolyse, Citratzyklus, Atmungskette) in ATP umgerechnet. Diese Abbildung zeigt zwei Energie-Diagramme. Auf der linken Seite ist die Oxidation von Glukose ersichtlich. Diese sehr exotherme Umsetzung setzt viel Energie frei.

Auf der rechten Seite ist die Entstehung von ATP aus ADP und Phospat zu erkennen. Da es sich um eine endotherme Umsetzung handelt, muss Strom verbraucht werden. Der Energiebedarf bei hierfür ergibt sich aus der ersten Umsetzung, der Verbrennung von Glukose. Diese Zahl wird dadurch erleichtert, dass die bei der Glukose-Oxidation freiwerdende Kraft sehr viele ausbilden kann.

Im Unterschied zu Glukose kann ATP äußerst rasch zersetzt werden. Die ATP-Spaltung setzt zudem nicht so viel Strom frei wie die Oxydation einer Glukose- Moleküls Bei ATP kann die Messzelle die benötigte Menge an Glukose viel feiner als bei der Direktverwertung von Glukose zudosieren wäre Die negativen Ladungsträger stoßen sich ab, so dass die Verbindungen zwischen den Phosphatrückständen leicht gespalten werden können.

Dabei wird jedoch keine Kraft abgegeben. Erst wenn das gespaltene Phospat ein Molekül Hydrathülle ausbildet, wird die Umsetzungsenergie der so genannten ATP-Hydrolyse von ca. -32 kJ/mol freigesetzt. In dieser Hinsicht ist die Formulierung der "hochenergetischen Bindungen" zwischen den einzelnen Gruppen von Phosphaten, wie sie in einigen Schulbüchern vorkommt, unzulässig. Energieschema der Hydrierung von ATP und anschließender Hydratation von ATP.

Energiebeträge rough geschätzt, kein Genauigkeitsanspruch, es geht um das Wesentliche. Beim Aufspalten dieser Verbindungen wird keine Kraft freigesetzt, sondern im Gegensatz dazu muss, wie bei jeder Homo- oder Heteroanalyse, Kraft eingesetzt werden, um die Bindenergie zwischen den einzelnen Fraktionen an überwinden freizusetzen. Dadurch entsteht eine Verbindung zwischen dem Phosphatrückstand und dem Wasser Molekülen von Hydrathülle.

Erst dann wird eine erhebliche Menge an Energie frei. Das Gesamtverhalten (Hydrolyse von ATP zu ADP und Pi und anschließende Ausbildung von Hydrathülle) ist dann exotherm und hat ca. 32kJ/Mol. Getrieben wird diese durch eine Konzentrationsgefälle von Proteinen, die sich über über die Innenmembran des Mitochondriums erstreckt.

Fließen die H-Atome in das Zellinnere entlang Konzentrationsgefälles zurück (passive Diffusion), wird die dabei entstehende Kraft (das elektrisch-chemische Potential) für die Synthese von ATP genützt. Tierische Zellen benutzen die Oxydation von Glukose (oder andere Nährstoffen), um die Kraft zu gewinnen für die Produktion des Protongradienten (aerobe Dissimilation), hierfür Pflanzenzellen nutzen das Sonnenlicht hierfür (Photosynthese).