Atp Energieträger

Die ATP Energiequellen

ist der universelle und sofort verfügbare Energieträger in der Zelle und ein wichtiger Regulator für die Energiebereitstellung. Im folgenden Artikel geht es um die chemische Struktur von ATP, beschreibt die verschiedenen Synthesewege und zeigt, warum es wichtig ist. Tetraphosphat (ATP) - Einheit der Lebensenergie ATP hat seine Wirkung in der Bindung von Anhydrid an den Triphophatrest. Beim Hydrolysieren von ATP zu Adenosindiphosphat (ADP) werden unter Normalbedingungen durch Aufspaltung der Anhydridbindungen ca. 30,5 kJ/mol abgegeben.

Beim Hydrolysieren von ADP zu AMP ( "Andenosinmonophosphat") wird wieder eine ahydridische Bindung aufgespalten, so dass unter Normalbedingungen wieder ca. 30,5 kJ/mol austreten.

Bei den in menschlichen Körperzellen herrschenden Verhältnissen wird eine Leistung von ca. 50 kJ/mol abgegeben! Es gibt im ganzen Metabolismus 4 Stoffwechselreaktionen, die zur Bildung von energiereichem Nukleosidtriphosphat (ATP oder GTP = Guanosintriphosphat) führt. In der Atemkette wird ATP durch Oxidationsphosphorylierung aus ADP hergestellt.

Bei der Glycolyse und im Citratkreislauf wird Phosphat durch die Phosphorylierung der Substratkette auf ADP übertragen. Den funktionellen Mittelpunkt der Respirationskette stellt die ATP Synthase dar, ein aus 2 Bausteinen bestehender Enzym-Komplex.

Der Energiebedarf für die ATP-Synthese entsteht durch einen Protonengradient oberhalb der Innenmembran der Mitochondrien, der von den 4 vorgelagerten Atmungskettenkomplexen gebildet wird (H+ Konzentrationen im Zwischenmembranraum > H+ Konzentrationen in der Matrix). Dies wird als oxidative Phosporylierung bezeichnet, da die beschriebene Aufbauenergie für den Protonen-Gradienten aus den Redox-Reaktionen entlang der vier Respirationskettenkomplexe erlangt wird.

Die Redoxreaktion ist abhängig von NADH+H+ und FADH2, die aus der Glycolyse und dem Zitratzyklus abstammen. In der Glycolyse und im Citratkreislauf findet sich die Umsetzung der Phosphorylierung der Substratkette. Bei der Glycolyse wird ATP aus ADP in Form folgender Umsetzungen erzeugt: 1,3-Bisphosphoglycerat + ADP + Pi 3-Phosphoglycerat + ATP: Diese Umsetzung wird durch das Phosphoglycerat kinase induziert.

Eine GTP-Synthese des BIP erfolgt im Zitratzyklus. ATP ist energetisch äquivalent zu ATP: Zusammengefasst lässt sich die Menge an ATP, die aus einem Molekül Glukose erzeugt werden kann, berechnen. Es ist davon auszugehen, dass für die Struktur des Protongradienten der Respirationskette jeweils ein NADH 10 Proton und ein FADH 6 Proton zur Verfügung stehen.

Zur Herstellung von 1 ATP aus ADP + Pi wird der Strom von 4 ATP über die mitochondriale Membran gefordert, so dass 2,5 ATP mittels eines NADH und 1,5 ATP mittels eines NADH2 hergestellt werden können. Von einem Molekül Traubenzucker können die folgenden energiereicheren Substanzen gebildet werden: Doch da ein ATP durch das Glycerin-3-Phosphat-Shuttle, das NADH von der Glycolyse zur Respirationskette im Zellkern befördert, abgebaut wird, können aus 1 Molekül Traubenzucker 30 Mole ATP werden!

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