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Prozesse zur ATP-Gewinnung

ATP (Adenosintriphosphat) ist die Energiewährung des Körpers und das universelle Energieübertragungssystem aller Lebewesen. Alle aufgenommenen Nahrungsstoffe müssen in ATP „umgetauscht“ werden, um überall in der Zelle als Energiespender eingesetzt werden zu können.

Werden Phosphatreste von ATP auf andere Verbindungen übertragen, hilft die energiereiche Bindung des ATP, neue Bindungen auszubilden oder zu spalten. ATP kann auf diese Art und Weise in den unterschiedlichsten Stoffwechselprodukten zwischengespeichert werden.

Energie, die an einer Stelle in der Zelle erzeugt wird, wird an anderer Stelle wieder eingesetzt!

Im Gesamtstoffwechsel müssen sowohl Reaktionen ablaufen, die Energie liefern, als auch Reaktionen, die Energie benötigen.

Andere energiereiche Verbindungen

Im Verlauf der Stoffwechselreaktionen werden an verschiedensten Stellen energiereiche Zwischenprodukte aufgebaut die dann die so gespeicherte Energie auf das universell einsetzbare ATP übertragen. In Tabelle 1 sind neben ATP weitere wichtige energiereiche Verbindungen aufgeführt. Chemisch betrachtet sind die energiereichen Verbindungen in der Regel Ester oder Säureanhydride. Dieses Muster findet sich in ATP als Säureanhydrid ebenso wieder.

Verbindung

∆Gº’ (kJ/mol)

Bindungstyp

Phosphoenolpyruvat

–60

Enolester

Carbamoylphosphat

–39

gemischtes Anhydrid

ATP (zu AMP + PPi)

–37

Säureanhydrid

ATP (zu ADP + Pi)

–35

Säureanhydrid

Glukose-1-Phosphat

–21

Phosphorsäureester

Freie Energie der Hydrolyse einiger Verbindungen mit hohem und niedrigem Gruppenübertragungspotential (= energiereiche Bindung). Unter physiologischen Bedingungen liegt das Gruppenübertragungspotential der ATP-Hydrolyse bei ca. 50 kJ/mol.

Für den Stoffwechsel wichtige Reaktionstypen

All die Milliarden Vorgänge in einer menschlichen Zelle und damit alle Vorgänge des Stoffwechsels lassen sich zum Glück auf 5 Grundreaktionstypen reduzieren. Diese sind nach ihrer Wichtigkeit im Stoffwechsel aufgelistet, wobei im Hinblick auf den Lehrstoff nur die Redoxreaktion und die Kondensation näher erläutert werden.

Redoxreaktionen

  • Aufnahme bzw. Abgabe von Elektronen zwischen den Reaktionspartner (leicht zu erkennen, da hier immer Redoxäquivalente wie NAD+/NADH+H+ oder FAD/FADH2 in den Reaktionsgleichungen auftauchen um Elektronen zu übernehmen oder abzugeben)
  • häufigste Stoffwechselreaktion
  • findet sich v.A. im Citratzyklus

Video: Prozesse zur ATP-Gewinnung

ATP ist die Energiewährung des Körpers und das universelle Energieübertragungssystem aller Lebewesen. Alle aufgenommenen Nahrungsstoffe müssen in ATP „umgetauscht“ werden um überall in der Zelle als Energiespender eingesetzt werden zu können. Werden Phosphatreste von ATP auf andere Verbindungen übertragen, hilft die energiereiche Bindung des ATP neue Bindungen zu spalten oder zu bilden. ATP kann auf diese Art und Weise in den unterschiedlichsten Stoffwechselprodukten zwischengespeichert werden.
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Chemisch betrachtet sind die energiereichen Verbindungen in der Regel Ester oder Säureanhydride. Dieses Muster findet sich in ATP als ebenso wieder.
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Autor: Dr. Martina Henn-Sax

Dieses Dokument Prozesse zur ATP-Gewinnung ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Stoffwechsel.

Dr. Martina Henn-Sax verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
Vorstellung des Online-Kurses StoffwechselStoffwechsel
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Stoffwechsel

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    • Einleitung zu Grundlagen des Stoffwechsels
    • Grundlagen des Stoffwechsels (Allgemein)
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      • Einleitung zu Energieumwandlung
      • Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
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        • Wasser - das Lebenselexier
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    • Fließgleichgewicht und Regulation des Stoffwechsels
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