Glykolyse vs. Gluconeogenese
Zellen nehmen Energie durch die Hydrolyse von ATP-Molekülen auf. ATP (Adenosintriphosphat) ist auch als „Währung“der biologischen Welt bekannt und an den meisten zellulären Energietransaktionen beteiligt. Die ATP-Synthese erfordert, dass Zellen exergonische Reaktionen ausführen. Sowohl der Glykolyse- als auch der Glukoneogeneseweg weisen neun Zwischenprodukte und sieben enzymkatalysierte Reaktionen auf. Die Regulation dieser Wege in tierischen Zellen umfasst einen oder zwei Hauptkontrollmechanismen; allosterische Regulation und hormonelle Regulation.
Was ist Glykolyse?
Die Glykolyse oder der glykolytische Weg ist eine Folge von Reaktionen in zehn Schritten, die ein Glukosemolekül oder einen von mehreren verwandten Zuckern unter Bildung von zwei ATP-Molekülen in zwei Pyruvatmoleküle umwandelt. Der Glykolyseweg benötigt keinen Sauerstoff, sodass er sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Bedingungen stattfinden kann. Alle auf diesem Weg existierenden Zwischenzustände haben entweder 3 oder 6 Kohlenstoffatome. Alle im Glykolyseweg vorhandenen Reaktionen können in fünf Kategorien eingeteilt werden, nämlich Phosphoryltransfer, Phosphorylverschiebung, Isomerisierung, Dehydratisierung und Aldolsp altung.
Die Reaktionssequenz der Glykolyse kann in drei Hauptschritte unterteilt werden. Zunächst wird Glukose eingefangen und destabilisiert. Dann wird das Molekül mit 6 Kohlenstoffatomen in Moleküle mit zwei oder drei Kohlenstoffatomen gesp alten. Der Glykolyseweg, der keinen Sauerstoff erfordert, wird als Fermentation bezeichnet und anhand des Hauptendprodukts identifiziert. Beispielsweise ist Laktat ein Produkt der Glucosefermentation bei Tieren und vielen Bakterien; so genannte Laktatfermentation. In den meisten Pflanzenzellen und Hefen ist das Endprodukt Ethanol und wird daher als alkoholische Gärung bezeichnet.
Was ist Gluconeogenese?
Glukoneogenese ist definiert als der Prozess der Synthese von Glukose und anderen Kohlenhydraten aus drei oder vier Kohlenstoffvorläufern in lebenden Zellen. Üblicherweise sind diese Vorläufer von Natur aus Nicht-Kohlenhydrate; Pyruvat ist der häufigste Vorläufer in vielen lebenden Zellen. Unter anaeroben Bedingungen wird Pyruvat in Laktat umgewandelt und dient als Vorstufe in diesem Stoffwechselweg.
Hauptsächlich findet die Gluconeogenese in Leber und Niere statt. Die ersten sieben Reaktionen im Glukoneogeneseweg erfolgen durch einfache Umkehrung der entsprechenden Reaktionen im Glykolyseweg. Allerdings sind nicht alle Reaktionen im Glykolyseweg reversibel. Daher umgehen vier Bypass-Reaktionen der Gluconeogenese die Irreversibilität der drei glykolytischen Schritte (Schritt 1, 3 und 10).
Was ist der Unterschied zwischen Glykolyse und Glukoneogenese?
• Die drei im Wesentlichen irreversiblen Reaktionen des Glykolwegs werden im Glukoneogeneseweg durch vier Umgehungsreaktionen umgangen.
• Die Gluconeogenese ist ein anaboler Stoffwechselweg, während die Glykolyse ein katabolischer Stoffwechselweg ist.
• Die Glykolyse ist ein exergonischer Weg, der zwei ATPs pro Glukose liefert. Die Gluconeogenese erfordert die gekoppelte Hydrolyse von sechs Phosphoanhydridbindungen (vier von ATP und zwei von GTP), um den Prozess der Glukosebildung zu steuern.
• Die Glukoneogenese findet hauptsächlich in der Leber statt, während die Glykolyse in den Muskeln und anderen verschiedenen Geweben stattfindet.
• Die Glykolyse ist ein Prozess des Abbaus von Glukose und anderen Kohlenhydraten, während die Gluconeogenese ein Prozess der Synthese von Zuckern und Polysacchariden ist.
• Die ersten sieben Reaktionen im Gluconeogenese-Weg erfolgen durch einfache Umkehrung der entsprechenden Reaktionen im Glykolyse-Weg.
• Die Glykolyse verbraucht zwei ATP-Moleküle, erzeugt aber vier. Daher beträgt die Nettoausbeute von ATPs pro Glukose zwei. Andererseits verbraucht die Glykoneogenese sechs ATP-Moleküle und synthetisiert ein Glukosemolekül.
