Lösungen – Energetik und Stoffwechsel: Glucosestoffwechsel, Citratzyklus, Atmungskette, Fettstoffwechsel, Aminosäure- und Nucleotidstoffwechsel

Zusammenfassung

• a) Die folgenden drei Faktoren spielen eine wichtige Rolle:

  • ATP weist eine relativ hohe Freie Enthalpie der Hydrolyse (–30,5 kJ/mol) unter biochemischen Standardbedingungen auf; bei zellulären Konzentrationen ist der Wert noch negativer. Damit ist sein Phosphatgruppenübertragungspotenzial groß genug, um viele Substanzen zu phosphorylieren.

  • Zugleich ist die Freie Enthalpie ist aber nicht zu hoch, als dass sie durch Reaktionen wie im Zuge der Substratkettenphosphorylierung und der oxidativen Phosphorylierung aufgebracht werden könnte, so dass die Resynthese von ATP aus ADP durch mehrere Reaktionen möglich ist, z.B durch Reaktion von Phosphoenolpyruvat mit ADP.

  • Aufgrund einer hohen Aktivierungsbarriere für eine nichtenzymatische Spaltung ist ATP in wässriger Lösung im Gegensatz zu anderen Anhydriden kinetisch relativ stabil. ATP wird daher im Stoffwechsel nur in Anwesenheit entsprechender Enzyme hydrolysiert.

• b) Das ATP unterliegt einem ständigen Auf- und Abbau – durch energieverbrauchende Prozesse auf der einen und Neusynthese aus ADP durch Substratketten- und v.a. oxidative Phosphorylierung auf der anderen Seite.