Zellatmung: Probleme bei der Stoffbilanz im Detail

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Hi Leute,

diesmal brauche ich eure Hilfe.
Ich bin gerade am Verzweifeln bei der Stoffbilanz der Zellatmung im Detail.

Fakt ist:
10 NADH + H+ und 2 FADH2 entstehen => 12 H2O entstehen bei der Endoxidation

Da man aus Glucose und Sauerstoff aber nur 6 H2O bauen kann, müssen in der Glykloyse, oxidativen Decarboxylierung und dem Citratzyklus irgendwo 6 Wassermoleküle eingeschleust worden sein. Nur wo?

Es ist schon recht putzig, dass man in Lehrbüchern und dem Netz dazu keine wirkliche Info bekommt. Ich bin alles Schritt für Schritt durchgegangen, aber finde nur heraus, dass bei der Glykolyse zwei Wassermoleküle enstehen (Das Problem wird als größer und nicht kleiner!) und beim Citratzyklus 4 Moleküle (bezogen auf 1 Molekül Glucose) verbraucht werden. Wo sind die anderen 4? Ich bin es mehrfach durchgegangen und finde den Fehler nicht.

Bitte helft mir. Hilfe

Greetz PaGe

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Bei der Glykolyse stammt das abgespaltene Wasser im Endeffekt aus der Kondensation des ATPs.
Ich überprüfe nun noch einmal, ob da die Sauerstoff- und Wasserstoffatome auch bei den weiteren Schritten eingeführt werden.

Wenn ihr mir das Leid ersparen wollt, dürft ihr natürlich zuvorkommen. Grins

Daniel35 · Anmeldungsdatum: 10.09.2012 Beiträge: 511

Im Citratzyklus werden netto 3 H2O eingeschleust. Da pro Glucose-Molekül der CC zweimal durchlaufen werden kann, müssten das die 6 sein, die du suchst. grübelnd

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

So, ich habe es selber rausbekommen.

Das Problem liegt an der Abkürzung Pi. Die Abkürzung ist meines Wissens nicht klar definiert, da sie auch davon abhängt, ob man den Stoffwechselweg in der dissozierten oder oder in die undissozierten Form aufschreibt.

Fakt ist allerdings, dass die ATP-Bildung eine Kondensation ist und demnach:
ADP + Pi -> ATP + H2O

Demnach "steckt in dem Pi das Wasser drin".

Bei der Glykolyse entsteht Wasser. Das ist allerdings nur das Wasser, das aus der obigen Kondensationsreaktion hervorgeht und mit dem Abbau der Glucose im engeren Sinn nichts zu tun hat. Demnach entsteht eigentlich kein Wasser bei der Glykolyse, die man bei der Gesamtbilanz berücksichtigen muss (bzw. wenn man sie berücksichtigt auch alle anderen Kondensationsreaktionen der ATP-Bildung berücksichtigen muss).

Beim Citratzyklus habe ich länger überlegen müssen. Das erste Wassermolekül wird eingeschleust, um das Acetyl-CoA vom CoA abzulösen. Dabei wird eine neue Carboxylgruppe aufgebaut, sodass das Wasser wirklich an der organischen Struktur gebunden wird.
Das nächste Wassermolekül ist gut versteckt. Es wird bei der Spaltung von Succinyl-CoA benötigt. Allerdings taucht es in den Übersichten nicht auf, da zeitgleich GTP gebildet wird, wobei Wasser entsteht. Dieses Wasser wird allerdings nicht ausgeschleust, sondern gleich in die Struktur eingebaut. Und dadurch ist es gut versteckt.
Das letzte Wassermolekül ist wieder offensichtlich, da vom Fumarat zu Malat ein Wassermolekül an die Doppelbindung angelagert wird.

Das Fazit hieraus ist:
Es wird an mehreren Stellen ATP hergestellt, wobei man das Wasser, das dabei abgespalten wird, nicht zum Abbau der Glucose zählen darf.
An 3 Stellen im Citratzyklus wird ein Wassermolekül eingebaut. Da er zweimal abläuft, baut man 6 Moleküle Wasser ein. Genau diese 6 Moleküle braucht man, um später die aus den 12 Reduktionsäquivalenten gebildeten Wasser-Moleküle auf 6 Moleküle kürzen zu können, sodass es mit der einfach Zellatmung übereinstimmt.

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover