Kémia | Biokémia » A glikolízis energetikai mérlege

BIOKÉMIA I. – BIOENERGETIKA A glikolízis energetikai mérlege  A glikolízis energetikai mérlege  A glikolízis során anaerob körülmények között egy molekula glukózból 2 molekula laktát keletkezik, két ADP foszforilálódik ATP-vé: glukóz + 2 P i + 2 ADP  2 laktát + 2 ATP + 2 H 2 O  Aerob körülmények között ez a folyamat másképp alakul: glukóz + 2 P i + 2 ADP + 2 NAD+  2 piruvát + 2 ATP + 2 H 2 O + 2 NADH + 2 H+     Egy molekula glukóz lebontása 2 ATP-t, 2 NADH-t és 2 piruvátot eredményez. A két NADH attól függően, hogy milyen transzportrendszeren jut el a mitokondriális elektrontranszport-lánchoz, 4 vagy 6 ATP-vel egyenértékű, így 6-8 ATP képződik aerob körülmények között. A két piruvát lebontása a piruvát-dehidrogenáz komplex által, illetve a citrátkörben 2×4 NADH-t (24 ATP), 2×1 FADH-t (4 ATP), 2

GTP-t, összesen 30 ATP-t jelent. Így egy molekula glukóz oxidációja (CO 2 -dá és vízzé) összesen 36-38 ATP termeléséhez vezet. A standard szabadentalpia-változások értékei alapján történő számítások szerint: glukóz  CO 2 + H 2 O ΔG0’ = -2840 kJ/mol, illetve 38 ADP + 38 P i  38 ATP ΔG0’ = 38×30,5 kJ/mol = 1160 kJ/mol       Ez kb. 40%-os hatásfokot jelent, a glukóz energiájának 40%-örződik így meg ATP formájában. Hasonló számítások alapján egy molekula glukóz 2 molekula piruváttá alakulásához (illetve 2 molekula NAD+ redukciójához), mint exergonikus folyamathoz (ΔG0’ = -146 kJ/mol) két molekula ADP foszforilációját (ΔG0’ = 2×30,5 kJ/mol = 31 kJ/mol), mint endergonikus folyamatot kapcsolva a glukóz  piruvát átalakulás hatásfoka a glikolízisben energetikai szempontból az aktuális intracelluláris koncentrációértékekkel számolva kb. 60% Anaerob viszonyok közepette azonban csak két

molekula ATP keletkezik, ami tizenkilencszeres különbséget jelent. A glikolízis sebessége –olyan szövetekben, ahol az oxigénellátás változhat– alapvetően attól függ, hogy aerob vagy anaerob viszonyok vannak. Louis Pasteur fedezte fel, hogy anaerob körülmények között a glikolízis sebessége többszöröse annak, amit aerob körülmények között mérni lehet. Ez a jelenség a Pasteur-effektus