Glycolyse

Die Glycolyse ist eine Folge von Reaktionen, in denen Glucose zu Pyruvat umgewandelt wird und gleichzeitig ATP entsteht.

Ort der Glycolyse: Cytoplasma der Zelle

verhindert, dass Körpersubstanz über das notwendige Maß hinaus veratmet wird. Steigt die ATP- und Citratproduktion an, dann wird sie durch das Enzym gehemmt.

·        aerobe Glykolyse: Pyruvat wird in Acetyl-CoA umgewandelt, welches dann im Citratzyklus weiter abgebaut wird; dabei entstehen CO2 und die Reduktionsäquivalente NADH und FADH. Diese geben ihre Elektronen an die Atmungskette ab, an deren Ende die Reduktion von O2 und die ATP-Synthese stehen.

·        anaerobe Glykolyse: Pyruvat wird von der Lactatdehydrogenase unter Oxidation von NADH + H+ zu Lactat reduziert.

Diese Reaktion nennt man auch Schrittmacherreaktion

Die Hexokinase in Schritt 1 wird beispielsweise durch ihr Reaktionsprodukt Glucose-6-phosphat gehemmt. Das hat zur Folge, dass die Reaktion langsamer oder ganz abgeschaltet wird, wenn gerade wenig oder kein Glucose-6-phosphat umgesetzt wird. Das ist in Muskelzellen der Fall, wenn wenig oder keine Energie verbraucht wird. Das Substrat, Glucose, kann jederzeit und unkontrolliert die

Muskelzelle über die Glucosetransporter verlassen. Die intrazelluläre Glucosekonzentration steht daher mit der im Blut im Gleichgewicht. Leberzellen nehmen in solchen Phasen Glucose aus dem Blut auf und speichern sie als Glykogen, sodass die Konzentration der Glucose im Blut einigermaßen konstant bleibt, selbst wenn man gerade Nahrung zu sich nimmt.

Die Phosphofructokinase ist (in Säugetieren) das wichtigste Kontrollelement der Glykolyse. Ein hoher ATP-Spiegel hemmt das Enzym allosterisch, ein hoher AMP-Spiegel hebt den Einfluss von ATP wieder auf (Reaktion auf die Energieladung der Zelle). Ein erniedrigter pH-Wert verstärkt die Inhibition durch ATP (dann wurde wahrscheinlich Lactat erzeugt; Schäden für die Zelle durch den erniedrigten pH-Wert werden so vermieden).

ATP hemmt die Pyruvat-Kinaseallosterisch, eine hohe Konzentration an F-1,6-BP (das Produkt der geradebesprochenen Phosphofructokinase) aktiviert die Pyruvat-Kinase.