Glykolyse vs Glukoneogenese
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 durchführen. Sowohl Glykolyse- als auch Glukoneogenesewege weisen neun Zwischenprodukte und sieben enzymkatalysierte Reaktionen auf. Die Regulation dieser Wege in tierischen Zellen beinhaltet einen oder zwei Hauptkontrollmechanismen; allosterische Regulation und hormonelle Regulation.
Was ist Glykolyse?
Der Glykolyse- oder Glykolytweg ist eine Folge von zehn Stufenreaktionen, die ein Glucosemolekül oder einen von mehreren verwandten Zuckern unter Bildung von zwei ATP-Molekülen in zwei Pyruvatmoleküle umwandeln. Der Glykolysepfad benötigt keinen Sauerstoff, so dass er sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Bedingungen auftreten kann. Alle auf diesem Weg vorhandenen Zwischenzustände haben entweder 3 oder 6 Kohlenstoffatome. Alle im Glykolysepfad vorhandenen Reaktionen können in fünf Kategorien eingeteilt werden, nämlich Phosphoryltransfer, Phosphorylverschiebung, Isomerisierung, Dehydratisierung und Aldolspaltung.
Die Glykolyse-Reaktionssequenz kann in drei Hauptschritte unterteilt werden. Erste Glukose wird eingefangen und destabilisiert. Dann wird das Molekül mit 6 Kohlenstoffatomen in Moleküle mit zwei oder drei Kohlenstoffatomen aufgeteilt. Der Glykolysepfad, der keinen Sauerstoff benötigt, wird als Fermentation bezeichnet und anhand des Hauptendprodukts identifiziert. Beispielsweise ist ein Produkt der Glukosefermentation bei Tieren und vielen Bakterien Laktat; so genannte Laktatfermentation. In den meisten Pflanzenzellen und Hefen ist das Endprodukt Ethanol und wird daher als alkoholische Fermentation bezeichnet.
Was ist Glukoneogenese?
Glukoneogenese ist definiert als der Prozess der Synthese von Glukose und anderen Kohlenhydraten aus drei oder vier Kohlenstoffvorläufern in lebenden Zellen. Normalerweise sind diese Vorläufer nicht kohlenhydrathaltig; Pyruvat ist der häufigste Vorläufer in vielen lebenden Zellen. Unter anaeroben Bedingungen wird Pyruvat in Laktat umgewandelt und als Vorstufe auf diesem Weg verwendet.
Die Glukoneogenese findet hauptsächlich in Leber und Niere statt. Die ersten sieben Reaktionen im Glukoneogenese-Weg erfolgen durch einfache Umkehrung der entsprechenden Reaktionen im Glykolyse-Weg. Es sind jedoch nicht alle Reaktionen im Glykolysepfad reversibel. Daher umgehen vier Bypass-Reaktionen der Glukoneogenese 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 Glykolweges werden im Glukoneogenese-Weg durch vier Bypass-Reaktionen umgangen.
• Die Glukoneogenese ist ein anaboler Weg, während die Glykolyse ein kataboler Weg ist.
• Die Glykolyse ist ein exergonischer Weg, der zwei ATPs pro Glukose ergibt. Die Glukoneogenese erfordert die gekoppelte Hydrolyse von sechs Phosphoanhydridbindungen (vier aus ATP und zwei aus GTP), um den Prozess der Glukosebildung zu steuern.
• Die Glukoneogenese findet hauptsächlich in der Leber statt, während die Glykolyse in Muskeln und anderen verschiedenen Geweben stattfindet.
• Bei der Glykolyse werden Glukose und andere Kohlenhydrate abgebaut, während bei der Glukoneogenese Zucker und Polysaccharide synthetisiert werden.
• Die ersten sieben Reaktionen im Glukoneogenese-Weg erfolgen durch einfache Umkehrung der entsprechenden Reaktionen im Glykolyse-Weg.
• Die Glykolyse verwendet zwei ATP-Moleküle, erzeugt jedoch vier. Daher sind die Netto-ATPs pro Glucose zwei. Andererseits verbraucht die Glykoneogenese sechs ATP-Moleküle und synthetisiert ein Glucosemolekül.
