37 3.1.3 Aerobe/anaerobe Glykolyse - Medi

3.1.3 Aerobe/anaerobe Glykolyse
nase für Glucose spezifisch (daher auch ihr
Name). Auch die Affinität (das Bindungsbestreben) der beiden Isoenzyme zu ihrem jeweiligen Substrat ist verschieden: Die Hexokinase hat ein sehr hohes Bindungsbestreben und
daher einen niedrigen KM-Wert zu ihren Substraten. Dies bedingt, dass sie in der gleichen
Zeit mehr Substrate umsetzt als ihr Isoenzym,
die Glucokinase, die einen hohen KM-Wert und
damit eine niedrige Affinität hat.
Auch in der Art der Regulation unterscheiden
sich die Hexokinase und die Glucokinase: Die
Hexokinase wird durch ihr Reaktionsprodukt
Glucose-6-Phosphat gehemmt, die Glucokinase nicht.
Die Hexokinase ist also, vereinfacht betrachtet, effektiver als die Glucokinase. Sie kann alle
Hexosen phosphorylieren und das auch noch
ziemlich schnell, während die Glucokinase ein
langsamer Fachidiot ist, der nur eine Art von
Hexosen umsetzt und das auch noch langsam.
Dafür ist sie allerdings sehr emsig und immer
am Arbeiten (wird nicht gehemmt).
Diese sehr prüfungsrelevanten Unterschiede
werden besser verständlich, wenn du dir die
unterschiedliche Funktion der beiden Enzyme
vor Augen hältst:
–– Die Hexokinase kommt in allen Geweben
vor und katalysiert dort den ersten Schritt
der Glykolyse, die Phosphorylierung der
Glucose zu Glucose-6-Phosphat.
–– Die Glucokinase ist nur in der Leber und
den β-Zellen des Pankreas vorhanden und
ihre Genexpression wird durch Insulin induziert, was bedeutet, dass sie nur bei hohen Blutglucosekonzentrationen aktiv wird
(da nur dann auch vermehrt Insulin ausgeschüttet wird).
und anaerober Glykolyse liegt lediglich im weiteren Schicksal des entstandenen Pyruvats und
des in der 3-Phosphoglycerinaldehyd-Dehy­
drogenase-Reaktion entstandenen NADH/H+.
In Anwesenheit von Sauerstoff – also unter aeroben Bedingungen – wird Pyruvat über den
mitochondrialen Pyruvatdehydrogenase-Komplex (PDH) in den Citratzyklus eingeschleust,
unter anaeroben Bedingungen wird Pyruvat
durch die Lactatdehydrogenase (LDH) zu Lactat reduziert.
Die Pyruvatdehydrogenase, die Pyruvat zu Acetyl-CoA abbaut bitte NIE mit der Lactatdehydrogenase verwechseln, die aus Pyruvat unter anaeroben Bedingungen Lactat herstellt.
Eine andere Möglichkeit der Weiterverarbeitung von Pyruvat ist dessen
Transaminierung zur Aminosäure Alanin in der GlutamatPyruvat-Transaminase-Reaktion (GPT).
Aerobe Glykolyse
Voraussetzungen für die aerobe Glykolyse sind
–– die Anwesenheit von Sauerstoff und
–– das Vorhandensein von Mitochondrien (Lokalisation der Atmungskette).
Sind diese beiden Bedingungen erfüllt, können die Wasserstoff-Ionen des in der 3-Phosphoglycerinaldehyd-Dehydrogenase-Reaktion gebildeten NADH/H+ in der Atmungskette
(im Mitochondrium) auf Sauerstoff übertragen werden.
3.1.3 Aerobe/anaerobe Glykolyse
Atmungskette
Die Glykolyse kann sowohl in Anwesenheit
(aerob) als auch in Abwesenheit von Sauerstoff
(anaerob) ablaufen. Bei beiden Prozessen sind
die unter 3.1, S. 34 besprochenen Vorgänge
identisch. Der Unterschied zwischen aerober
NADH/H+ + O2− g NAD+ + H2O
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Merke!
Σ = 2,5 ATP
Chemisch gesehen handelt es sich hierbei um
die Knallgas-Reaktion, deren frei werdende
Energie in Form von ATP gespeichert wird. So
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