Hallo,
wieviele ATP werden von einem Glucosemolekül (c6 h12 o6) beim vollständigen Durchlaufen der Atmungskette gebildet?
Wikipedia schreibt 30 ATP und http://www.daphne-dahl.de/referat_ak.pdf schreibt 36 ATP.
Warum ist dort ein Unterschied angegeben?
Ich checke es einfach nicht. 
Vielen Dank, Ingo
Hallo,
was treibt Dich in die Untiefen der Glykolyse? Die Umweltpolitik?
In dem verlinkten Text steht: „Im Citratcyclus entstehen 8 Moleküle NADH, zwei Moleküle FADH2 und zwei Moleküle ATP.“
Ich kann nicht nachvollziehen, woher die 8 NADH’s kommen sollen. Meines Wissens sind es nur 6, und zwar aus:
Isozitrat -> Oxalsuccinat
a-Ketoglutarat -> Succinyl-CoA
Malat -> Oxalacetat
(je Glucose-Molekül wird jede dieser reaktionen ja 2x durchlaufen, macht insgesamt also 2x6 NADH pro Glucose)
Im übrigen entsteht bei Succinyl-CoA -> Succinat GTP und kein ATP.
Ich denke, dass dieses Paar NADH die Differenz erklärt. Womöglich wurde das bei Pyruvat -> Acetyl-CoA entstehende NADH noch dazugerechnet - das gehört aber zur Glycolyse und wurde dort auch schon mit einbezogen (das mit den 2 ATP pro NADH).
Meines nicht ganz sicheren Wissens nach ist die Gesamtbilanz damit etwa 28 ATP + 2 GTP (oder 30 ATP, wenn man das vereinfachend so sagen will).
Ganz genau kann man die Bilanz nicht angeben, weil nicht genau bekannt ist, wie viele Protonen in situ nun genau von der ATP-Synthetase benötigt werden, um ein ATP zu bilden. Da diese Angebe schon mit einer Unsicherheit von 10% behaftet ist, macht es kaum Sinn, die Bilanz genauer anzugeben.
LG
Jochen
Hallo!
Hinzu kommt, dass manchmal nur die ATP aus der Endoxidation gezählt werden, manchmal jedoch alle (inkl. GTP), die bei der Zellatmung anfallen. Außerdem werden manchmal alle gebildeten ATP gezählt, manchmal werden diejenigen weggerechnet, die zur Bildung von Glukose-Phosphat benötigt werden. Daher schwankt die Zahl der angegebenen ATP pro Glukose zwischen 30 und (meines Wissens) 38. Meistens liest man für den gesamten Prozess 36.
Gruß, Michael
Hallo Michael,
ATP gezählt, manchmal werden diejenigen weggerechnet, die zur
Bildung von Glukose-Phosphat benötigt werden. Daher schwankt
die Zahl der angegebenen ATP pro Glukose zwischen 30 und
(meines Wissens) 38. Meistens liest man für den gesamten
Prozess 36.
Selbst, wenn man die zur Bildung von Glu-P und Frc-bis-P benötigten ATP in der Bilanz außer Acht läßt - wie kommt man auf mehr als 32? Wir dort mit 3.x (statt genau 3) ATP pro NADH gerechnet? (Ich habe hier kein Biochemie-Buch zur Hand, glaube auch nicht, dass es in meinen drinsteht; vielleicht weißt Du das ja oder hast bessere Bücher)
LG
Jochen
Hallo Jochen!
Es ist zwar nur ein Schulbuch, aber ein sehr gutes: Biologie Oberstufe (Cornelsen). Dort steht:
„Die Glykolyse liefert 2 ATP und 2 NADH, insgesamt also rund 8 ATP. Die oxidative Decarboxylierung bringt 2 NADH in die Atmungskette ein, entsprechend 6 ATP. Im Citrat-Zyklus entstehen 2 ATP direkt, 6 NADH und 2 FADH2, die etwas energieärmer sind als NADH. Insgesamt trägt der Cirtatzyklus 22 bis 24 ATP zur Bilanz bei. Der aerobe Abbau von 1 mol Glucose liefert demnach 36 bis 38 mol ATP.“
Noch eins, diesmal ein echtes Lehrbuch: Hess: Pflanzenphysiologie.
<u>Glykolyse</u>
3-Phosphoglycerinaldehyd -\> 1,3-Diphophoglycerinsäure 2 NADH + H+ = 6 ATP
1,3-Diphosphoglycerinsäure -\> 3-Phosphoglycerinsäure 2 ATP
<u>Oxidative Decarboxylierung</u> 2 NADH + H+ = 6 ATP
<u>Citrat-Zyklus</u>
Isocitrat -\> α-Ketoglutarat 2 NADH + H+ = 6 ATP
&alpha-Ketoglutarat -\> Succiniyl-CoA 2 NADH + H+ = 6 ATP
Succinyl-CoA -\> Succinat 2 ATP
Succinat -\> Fumarat 2 FADH2 = 4 ATP
Malat -\> Oxalacetat 2 NADH + H+ = 6 ATP
-------------------------
Summe = 38 ATP
Interessanterweise gehen beide Bücher nicht darauf ein, dass im Citrat-Zyklus eigentlich GTP und nicht ATP gebildet wird.
Michael
Hallo,
ich glaube, ich habe einen Unterschied gefunden:
nach dem angegebenen Schema werden *grundsätzlich* 3 ATP pro NADH gebildet. Aus meiner vagen Erinnerung heraus waren es aber für ein NADH in der Glycolyse und in der Decarboxylierung nur 2 ATP, weil die NADHs unter ATP-Verbrauch transportiert werden müssen.
In diesen Schritten errechnet das Schema also insgesamt 2x3 + 2x3 = 12 ATP, während ich mit 2x2 + 2x2 = 8 ATP gerechnet habe, was die 4 ATP Unterschied erklärt.
Wie es nun richtig ist, weiß ich aber nicht. Ich für meinen Teil kann gut damit leben, dass es „so um die 32 ATP“ sind 
LG
Jochen
Hallo Jochen,
Meistens liest man für den gesamten
Prozess 36.
das ist auch die Zahl, an die ich mich erinnere (laut Vorlesungsskript, das ich leider nicht mehr besitze).
(Ich habe hier kein Biochemie-Buch zur Hand, glaube
auch nicht, dass es in meinen drinsteht;
weder im Lehninger noch im Stryer noch in Bruce Alberts ‚Molekularbiologie der Zelle‘ hab ich explizite Zahlen gefunden.
Alles nachzurechnen fehlt mir jetzt aber Zeit und Lust.
Gandalf
Hallo,
anscheinend lässt sich das Ergebnis nicht exakt berechnen, obwohl es sich doch eigentlich exakt berechnen lassen müsste, wenn alle Komponenten bekannt sind.
Da scheint der Hase im Pfeffer zu liegen. Einige Lehrbücher lassen Komponenten weg, um die Gleichung zu vereinfachen.
Der exakte Vorgang ist vielleicht unbekannt oder es gibt zu viele Störeinflüsse oder seine Komplexität ist unter Promotionsniveau zu kompliziert?
Jedenfalls habt Ihr mir sehr geholfen, denn ich war schier am verzweifeln. Und so kann man keiner Nachhilfeschülerin gut Bio beibringen. Ich will ja nicht versagen, so dass sie am Dienstag versagt.
Damit habe ich auch das Geheimnis gelüftet, was mich in die tieferen Gefilde meines alten LK Faches Bio getrieben hat. (Außer, dass ich es immer noch ungemein interessant und spannend finde. Die professionelle Beschäftigung mit etwas versaut einem doch jedes Hobby 
)
Vielen Dank an Alle! Falls es noch genauere Ergebnisse gibt, immer her damit. Wir beeindrucken den Lehrer mit Freuden mit unserem Wissen. Da gibt es nämlich für jemanden einigen Boden gut zu machen
Ingo
Hallo Ingo,
so, mein letztes Biochemiebuch hats dann doch gebracht (S. M. Rapoport ‚Medizinische Biochemie‘ 6. Auflage 1975 Seite 260f)
Dort wird sehr detailiert der Citratzyclus aufgedröselt und als Bilanz pro Acetat 12 mol ATP angegeben. Da ein Mol Glucose drei mol Acetat ergeben, sind das in Summe 36 mol ATP pro mol Glucose.
Jetzt kann man sih aber wieder trefflich streiten, ob die Phosphate zum Phosphatieren der Glucose wieder abzuziehen sind, dann sind wieder 34.
Gandalf
Hallo Gandalf,
das ist mir eine sofortige Reaktion wert
Klasse! Danke für Dein Nachschlagen!
Hm… In der GuV würde ich die beiden ATP abziehen. Egal, Hauptsache verstanden.
Gruß, Ingo
Hallo Gandalf,
ich habe mal meinen Stryer (5. Auflage, 2003) konsultiert. Darin steht, dass die ATP- und GTP-Ausbeute aus der Glykolyse und dem Citratcaklus wegen der Stöchiometrie feststeht. Das sind genau 2 ATP und 2 GTP, außerdem werden in der Glykolyse genau 2 NADH gewonnen.
In der Atmungskette werden pro Elektronenpaar von den Komplexen I, III und IV je 4, 2 und 4 Protonen gepumpt. Da von der ATP-Synthase pro gebildetem ATP etwa 3 Protonen verbraucht werden und pro ATP-Molekül je ein weiteres Proton für dessen Transport ins Cytosol verbraucht wird, ergibt sich ein Gewinn von 2,5 ATP (alte Rechnung: 3 ATP) pro NADH und pro FADH2 jeweils 1,5 ATP (alte Rechnung: 2 ATP). Außerdem gehen die beiden NADH aus der Glykolyse (im Cytosol) über das Glycerin-3-Phosphat-Shuttle in die Atmungskette ein, so dass aus diesen beiden NADH insgesamt 3 ATP (wie aus 2 FADH2) gebildet werden können.
In der Summe haben wir also 2 ATP und 2 GTP direkt aus der Glykolyse und dem Citratzyklus, 3 ATP aus den beiden NADH der Glykolyse, 3 ATP aus den beiden FADH2 des Citratzyklus und 20 ATP aus den 8 NADH der oxidativen Decarboxylierung und des Citratzyklus. Das macht zusammen 30 ATP.
LG
Huttatta
Cool, danke!
Ich hab’s ja gewußt … ich wußte nur nicht mehr, woher. Aus dem Stryer also.
LG
Jochen
Hallo Huttatta,
Danke für die Erklärung und das Nachschlagen! Alles klar.
Offenbar waren oder sind die Vorgänge oder das Ausmaß der ATP-Bildung bei der Endoxidation noch nicht vollständig geklärt. Aber die Erklärung soweit genügt für mich. Anbei sind die Erklärungen sehr interessant gewesen.
Gruß, ingo