8.7: Energieausbeute durch vollständige Oxidation von Glucose

Die Bestimmung der genauen Ausbeute an ATP für die aerobe Atmung ist aus mehreren Gründen schwierig. Erstens ist die Anzahl der pro reduziertem NADH oder FADH2 erzeugten ATP nicht immer eine ganze Zahl. Für jedes Elektronenpaar, das von einem NADH-Molekül zur Elektronentransportkette transportiert wird, werden zwischen 2 und 3 ATP erzeugt. Für jedes Elektronenpaar, das von FADH2 übertragen wird, werden zwischen 1 und 2 ATP erzeugt. In eukaryotischen Zellen muss NADH, das während der Glykolyse im Zytoplasma erzeugt wird, im Gegensatz zu Prokaryoten über die Mitochondrienmembran transportiert werden, bevor es Elektronen an die Elektronentransportkette übertragen kann. Infolgedessen werden aus diesen NADH zwischen 1 und 2 ATP erzeugt.

Der Einfachheit halber betrachten wir jedoch die theoretische maximale Ausbeute an ATP pro Glucosemolekül, das durch aerobe Atmung oxidiert wird. Wir gehen davon aus, dass für jedes Elektronenpaar, das von NADH in die Elektronentransportkette übertragen wird, 3 ATP erzeugt werden; Für jedes von FADH2 übertragene Elektronenpaar werden 2 ATP erzeugt. Beachten Sie jedoch, dass weniger ATP tatsächlich erzeugt werden kann.

In eukaryotischen Zellen beträgt die theoretische maximale Ausbeute an erzeugtem ATP pro Glucose 36 bis 38, abhängig davon, wie das im Zytoplasma während der Glykolyse erzeugte 2 NADH in die Mitochondrien gelangt und ob die resultierende Ausbeute 2 oder 3 ATP pro NADH beträgt.

• Tabelle \(\pageIndex{1}\): Maximum Yield of ATP from the Complete Oxidation of 1 Mol of Glucose

  Reaction		Yield of ATP (moles)
  glucose → glucose 6-phosphate	consumes 1 mol ATP	−1
  fructose 6-phosphate → fructose 1,6-bisphosphate	consumes 1 mol ATP	−1
  glyceraldehyde 3-phosphate → BPG	produces 2 mol of cytoplasmic NADH
  BPG → 3-phosphoglycerate	produces 2 mol ATP	+2
  Phosphoenolpyruvat → Pyruvat	produzieren 2 mol ATP	+2
  pyruvat → Acetyl-CoA + CO2	ergibt 2 mol NADH
  isocitrat → α-Ketoglutarat + CO2	produzieren 2 mol NADH
  α-ketoglutarat → Succinyl-CoA + CO2	produzieren 2 mol NADH
  succinyl-CoA → Succinat	ergibt 2 mol GTP	+2
  succinat → Fumarat	ergibt 2 mol FADH2
  Malat → Oxalacetat	produziert 2 mol NADH
  2 cytoplasmatisches NADH aus Glykolyse	ergibt 2-3 mol ATP pro NADH (je nach Gewebe)	+4 bis +6
  2 NADH aus der Oxidation von Pyruvat	ergibt 3 mol ATP pro NADH	+6
  2 FADH2 aus dem Zitronensäurezyklus	liefert 2 ATP pro FADH2	+4
  3 NADH aus dem Zitronensäurezyklus	ergibt 3 ATP pro NADH	+18
  Nettoertrag von ATP:		+36 bis +38

  Mitwirkende und Zuschreibungen

  Dr. Gary Kaiser (COMMUNITY COLLEGE VON BALTIMORE COUNTY, CATONSVILLE CAMPUS). Theoretische ATP-Ausbeute. LibreTexts Inhalt unter CC BY-Lizenz angepasst.

  Ball überhaupt. Stadium II des Kohlenhydratkatabolismus. Die Grundlagen der GOB-Chemie. LibreTexte angepasst unter CC BY-NC-SA 3.0 Lizenz.