Glykolyse auf Meditricks.de

Glykolyse – Reaktionen

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  • Jede prunkvolle Stadt braucht eine prunkvolle Praline. Das ist spätestens seit der Salzburger Mozartkugel klar. So gibt es auch in der Stoffwechselstadt eine ebenso geheimnisvollle wie köstliche Praline: Die Pyro-Wal-Pralinen, die sogar Feuer speien können. Feuerspeiende Pralinen? Das hört sich nicht nur kompliziert an, es ist auch kompliziert zu machen: Von Liebeszaubersprüchen bis zur Spaltung mit den Laseraugen des Chefkonditors ist alles notwendig.

    In der Meisterkonditorei werden die aufwendigen Pralinen in drei Backstuben hergestellt. Die besten Konditorinnen der Stadt bereiten zu Pralinen vor, viele komischerweise mit riesigem Kinn und großer Nase. Wie in jeder Praline, ist Glukose natürlich die Grundzutat, die dann eine kostbare und seltsame Wandlung durchläuft.

    ClearErkundungsbild
    Glykolyse: Abbau von Zucker
    Konditor mit Zucker-Laser-Augen
    Die Glykolyse beschreibt den körpereigenen Zucker-Abbau. Sie besteht aus zehn Reaktionsschritten in drei Phasen. Der Konditor kann mit seinen Laser-Augen Zucker zerschneiden. Zucker steht dabei für "Glyko-", die Laser phonetisch für "-lyse".
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    Schlüsselassoziation
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    Ziel von Phase 1: Glukose aktivieren
    Konditorin betätigt On-Off-Schalter
    Das Ziel von Phase 1 ist die Aktivierung von Glukose. Sie wird dabei unter ATP-Verbrauch für Phase 2, die Spaltung der Glukose, vorbereitet.
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    Quintessence
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    Reaktion 1: Glucose wird zu Glucose-6-Phosphat
    Sechs Zucker-Würfel bekommen einen Pfirsich-Freund
    In der ersten Reaktion wird Glucose (6C) unter ATP-Verbrauch (1 ATP) zu Glucose-6-Phosphat phosphoryliert. Auf dem Förderband stehen immer sechs Zucker-Würfel mit Glucken-Kamm (Glukose) und halten sich an den Händen. Sie verkörpern je ein Kohlenstoff-Atom und sehen daher beinahe so aus wie das Glukose-Grundgerüst. Nur Zucker 1 und 6 haben jeweils noch eine Hand frei. Durch einen Liebes-Zauber der Hexe verliebt sich Zuckerstück Nummer 6 in einen süßen Pfirsich. Er umarmt ihn innig. Aus den Fingern der Hexe sieht man noch einen phosphorgrünen Blitz herausschießen. Er steht für das verbrauchte ATP.
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    Quintessence
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    Reaktion 1: Hexokinase Schlüsselenzym
    Hexe mit markantem Kinn und Nase, Schlüssel-Kette
    Der Schlüssel an der Kette der Hexe ist rot mit Palmenblättern. Die Palmblätter sollen an tropische Inseln und dadurch an das Insulin erinnern. Rot ist er weil rot in der Meditricks-Stoffwechsel-Stadt die Farbe der Insulin-Wirkung ist.
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    Quintessence
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    Reaktion 1: In Leber und Pankreas Glukokinase statt Hexokinase
    Leberbrauner und Punker-Bruder der Hexe betrinken sich auf Bildern
    In der Leber und in den B-Zellen des Pankreas gibt es keine Hexokinase. Hier übernimmt die Glukokinase den ersten Schritt der Glykolyse. Die Hexe hat zwei Brüder mit ebenfalls markantem Kinn und Nase. Die beiden trinken sehr gerne einen über den Durst (Gluck-gluck-gluck für Gluko-kinase). Auf den Fotos sieht man den Punker-Bruder (Pankreas) und den leberbraunen Bruder (Leber).
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    Quintessence
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    Reaktion 1: Irreversibel
    Unendliche Liebe
    Reaktion 1 ist irreversibel. Grund dafür ist, dass Glucose-6-Phosphat eine energieärmere Esterbindung als die Säurenanhydridbindung von ATP beinhaltet. Der Pfirsich hat sich unsterblich und für immer und ewig in sein Zuckerstück verliebt. In den Herzchen über ihren Köpfen sind kleine Unendlichkeits-Zeichen.
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    Quintessence
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    Glucose-6-Phosphat kann Zelle nicht verlassen
    Zuckerkette passt mit Pfirsich nicht mehr durch die Wandöffnung
    Eines der Ziele von Reaktion 1 ist, dass die Glucose in der Zelle gefangen ist. Glucose-6-Phosphat ist polarisiert und kann dadurch die Zelle nicht mehr verlassen. Ziel erreicht! Die sechs Zuckerstücke kamen durch einen passenden Wandausschnitt in die Backstube. Durch ihren neuen Pfirsich-Freund können sie diese jetzt allerdings durch die gleiche Öffnung nicht mehr verlassen.
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    Basiswissen
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    Reaktion 2: Enzym ist Glucose-6-Phosphat-Isomerase
    Isodrink-Maschine
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    Basiswissen
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    Reaktion 2: Glucose-6-phosphat wird zu Fructose-6-phosphat (6C)
    Zuckerwürfel ohne Gluckenkämme, dafür mit Fruchthosen
    In der zweiten Reaktion wird Glucose-6-phosphat zu Fructose-6-phosphat. Die Zuckerwürfel werden von der Isodrink-Maschine bespritzt (Isomerase). Sie verlieren dabei ihre Glucken-Kämme (Glucose). Als Ausgleich haben sie danach allerdings megaschicke Fruchthosen (Fructose).
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    Basiswissen
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    Reaktion 3: Phospho-Fructo-Kinase 1 als Schlüssel- und Schrittmacherenzym
    Hexe mit pfirsichrundem Bauch, Fruchthose und ausgeprägtem Kinn und Nase, Nummer 1 auf Schürze, hat Schlüssel und Schrittmacher
    Auch der Schlüssel dieser Hexe ist rot mit Palmenblättern, da die Phospho-Fructo-Kinase 1 ebenfalls von Insulin reguliert wird.
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    Quintessence
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    Reaktion 3: Fructose-6-phosphat wird zu Fructose-1,6-Bisphosphat
    Zuckerkette bekommt zusätzlichen Pfirsich-Freund an Stelle 1
    Fructose-6-Phosphat wird an C1 zu Fructose-1,6-Bisphosphat phosphoryliert. Dabei wird ein ATP verbraucht. Mit einem Liebeszauber bekommt auch das erste Zuckerstück in der Reihe einen Pfirsich-Freund (Phosphat an C1). Die Hexe schleudert dafür einen dreizackigen, phosphorgrünen Blitz (1 ATP). Die beiden Pfirsiche strahlen so glücklich, dass man ihr ganzes Gebiss (Biss-Phosphat) sehen kann.
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    Quintessence
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    Reaktion 3: irreversibel
    Unendlichkeitszeichen
    Reaktion 3 ist wie Reaktion 1 irreversibel. Daher hat auch der neue Pfirsich ein Unendlichkeitszeichen über dem Kopf als Zeichen seiner unsterblichen Liebe.
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    Quintessence
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    Reaktion 4: Enzym ist Aldolase A
    "ALDA", Apfel auf Konditorenjacke
    Das Enzym der vierten Reaktion heißt Aldolase A. Der ungeduldige Konditor mault seine Mitarbeiter regelmäßig mit "ALDA!" an. Er trägt auf seiner Jacke einen kleinen Apfel. Dadurch erinnert er an die Aldolase A - A wie Apfel.
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    Basiswissen
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    Reaktion 4: Fructose-1,6-bisphosphat (6C) wird zu Glycerinaldehyd-3-phosphat (GAP, 3C) und Dihydroxyacetonphosphat (DAP, 3C)
    Sechs Fruchthosen-Zuckerwürfel werden zu drei Grapefruits und drei Dattelpalmen
    Die Aldolase spaltet Fructose-1,6-bisphosphat mit seinen sechs Kohlenstoffatomen zu zwei kleineren Molekülen mit je drei Kohlenstoffatomen. Diese heißen Glycerinaldehyd-3-phosphat (kurz GAP) und Dihydroxyacetonphosphat (kurz DAP). Der Laser des Konditors spaltet die 6er-Zuckerketten und macht Marzipanfrüchte aus ihnen. Es entstehen je drei (3Cs) DAttelPalmen (DAP) und drei (3Cs) GrAPefruits. Die Pfirsich-Freunde klammern sich aber immer noch unbeeindruckt an ihre Lieblinge.
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    Quintessence
    15
    GAP und DAP sind Konstitutionsisomere
    Konstitution im Iso-Meer
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    Basiswissen
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    Reaktion 5: DAP wird zu GAP durch Triosephosphat-Isomerase
    DAttelPalmen werden zu GrAPefruits durch Isodrink-Kran
    DAP kann für die Glykolyse nicht verwendet werden. Es wird daher durch das Enzym Triosephosphat-Isomerase zu GAP umgewandelt. Das Förderband der Dattelpalmen (DAP) endet an einer Bretterwand! Ein Isodrink-Kran (Isomerase) hebt sie daher auf das Förderband der Grapefruits. Dabei wandelt er sie gleichzeitig in eine Grapefruit-Dreierkette (GAP) um.
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    Basiswissen
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    Reaktion 6: Enzym ist GAP-Dehydrogenase
    Dehydrator
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    Basiswissen
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    Reaktion 6: zwei GAP werden zu zwei 1,3-Bisphosphoglycerat
    Erste Grapefruit bekommt einen Plastikpfirsich, zeigt ihr Gebiss, fahren Glitzerrad
    In der sechsten Reaktion phosphoryliert die GAP-Dehydrogenase das GAP zu 1,3-Bisphosphoglycerat. Der Dehydrator (Dehydrogenase) schenkt jeweils der ersten Grapefruit der beiden Dreierketten einen Plastik-Pfirsich. Die Grapefruits freuen sich so sehr, dass sie breit grinsend ihr Gebiss zeigen (1,3-Bisphospho-). Außerdem bekommen die Grapefruits ein Glitzerrad (-glycerat). Im Hintergrund sieht man den gleichen Vorgang noch einmal. Dies verdeutlicht, dass ab jetzt alle Reaktionen doppelt ablaufen.
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    Basiswissen
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    Reaktion 6: Phosphatgruppe stammt aus anorganischem Phosphatpool der Zelle
    Pfirsich ist künstlich aus Plastik
    Eine Besonderheit dieser Reaktion ist die Tatsache, dass dieses Phosphat nicht wie in den vorherigen Reaktion von einem ATP-Molekül stammt. Es kommt vielmehr aus dem anorganischen Phosphatpool der Zelle. Der neue Pfirsich ist daher künstlich und aus Plastik, quasi anorganisch.
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    Quintessence
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    Reaktion 6: NAD+ wird zu NADH + H+ reduziert
    Nadel schnappt sich das 2-Haar-Helferlein und wird zu kleinerer Nadel mit zwei Haaren reduziert
    Das Ko-Enzym NAD+ wird währenddesen zu NADH + H+ reduziert. Das Enzym dieser Reaktion ist ebenfalls die GAP-Dehydrogenase. Der Dehydrator schnappt sich das Zwei-Haar-Helferlein (2 H+) und schwingt es seinem Sidekick, einer großen Nadel (NAD) zu. Diese nimmt die zwei Haare und wird dadurch in ihrer Größe reduziert. Sie ist jetzt eine kleinere Nadel, dafür mit einem Haar (NADH). Das zweite Haar schwebt neben ihr in der Luft. Dies zeigt, dass das zweite Wasserstoffatom (H+) in Lösung bleibt.
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    Quintessence
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    Reaktion 6: Säureanhydridbindung zwischen anorganischem Phosphat und Carbonsäure
    Säuregrüner Klebstoff ohne Wasser verbindet Pfirsich und Grapefruit
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    Basiswissen
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    Reaktion 7: Enzym ist Phosphoglyceratkinase
    Kinn-Nasen-Schwester mit Glitzerrad-Ohrringen
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    Basiswissen
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    Reaktion 7: 1,3-Bisphosphoglycerat wird zu 3-Phosphoglycerat
    Grapefruits auf dem Glitzerrad geben einen Pfirsich ab
    Die Phosphoglyceratkinase katalysiert die Reaktion von 1,3-Bisphosphoglycerat zu 3-Phosphoglycerat. Der übrige Phosphatrest wird auf ein ADP übertragen. Dieses wird dadurch zu ATP phosphoryliert. Die Kinn-Nasen-Schwester mit den Glitzerrad-Ohrringen hat den Plastikpfirsich-Schwindel erkannt. Sie nimmt der ersten Grapefruit den falschen Pfirsich wieder ab und wirft ihn in eine Fruchtpresse. Dadurch lädt er wenigstens die phosphorgrüne Batterie von zwei Strichen (Adenosin-Di-Phosphat, ADP) auf drei Striche (Adenosin-Tri-Phosphat, ATP) auf. Auch diese Reaktion läuft doppelt ab, weswegen die Szene doppelt dargestellt ist.
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    Quintessence
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    Reaktion 7: Substratkettenphosphorylierung
    Hexe an Suppenschüssel gekettet
    Bei dieser Reaktion handelt es sich um eine Substratkettenphosphorylierung. Daher ist die Hexe an eine Suppenschüssel gekettet, welche phosphorgrün glüht. Von Substratkettenphosphorylierung spricht man, wenn innerhalb einer Stoffwechselkette das Substrat einer Reaktion einen Energieträger wie ADP phosphoryliert. Das Gegenteil davon ist die oxidative Phosphorylierung. Dabei ensteht ATP in der Atmungskette.
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    Basiswissen
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    Reaktion 7: reversibel
    Recycling-Zeichen
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    Quintessence
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    Reaktion 8: Enzym ist Phosphoglycerat-Mutase
    Kuh-Vase
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    Basiswissen
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    Reaktion 8: Zwei 3-Phosphoglycerat werden zu zwei 2-Phosphoglycerat
    Pfirsich wechselt von Grapefruit Nummer 3 zu Grapefruit Nummer 2
    Der achte Schritt entspricht einer Umlagerung. Die Phosphoglycerat-Mutase bewirkt, dass der Phosphatrest seine Position vom C3-Atom zum C2-Atom wechselt. Die Kuh- oder auch Muh-Vase schlägt der dritten Grapefruit den geliebten Pfirsich aus der Hand. Gut, dass die zweite Grapefruit aufgepasst und den Pfirsich aufgefangen hat.
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    Basiswissen
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    Reaktion 9: Zwei 2-Phosphoglycerat werden zu zwei Phosphoenolpyruvat
    Grapefruits mit Pfirsich und Glitzerrad werden zu Pfirsich-Einöl-Pyro-Walen
    In diesem Schritt werden Zwei 2-Phosphoglycerat werden zu zwei Phosphoenolpyruvat (PEP) dehydriert. PEP ist instabiler und kann daher seine Phosphorgruppe leichter abgeben. Die Einölerin macht mit den Grapefruits und ihren Pfirsich-Freunden kurzen Prozess. Mit öligen Händen knetet sie alle zusammen zu einem Marzipanklumpen. Aus diesem formt sie wiederum Öl-triefende Pyro-Wale (-enolpyruvat). Die Pfirsiche haben den Prozess unbeschadet überstanden und erinnern wieder an Phospho-.
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    Basiswissen
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    Reaktion 9: Enzym ist Enolase
    Einölerin
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    Basiswissen
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    Reaktion 9: H2O wird frei
    Wasser tropft von Ellbogen der Einölerin
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    Basiswissen
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    Reaktion 10: Enzym ist Schlüsselenzym Pyruvatkinase
    Vierte Kinn-Nasen-Schwester verpackt Pyro-Wal
    An der Verpackung der Pyro-Wale (Pyruvat-) ist ebenfalls eine Kinn-Nasen-Schwester (-kinase) beteiligt. Sie trägt einen roten Schlüssel mit Palmblättern um den Hals, denn die Pyruvatkinase ist ein Schlüsselenzym und wird durch Insulin reguliert.
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    Quintessence
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    Reaktion 10: Zwei Phosphoenolpyruvat werden zu zwei Pyruvat
    Pfirsich-öliger Pyro-Wal tropft ab und wird als Pyro-Wal verpackt
    Phosphoenolpyruvat wird durch die Pyruvatkinase zu Pyruvat. Dabei entsteht jeweils ein ATP. Das Öl und der letzte Pfirsich fallen in eine weitere Fruchtpresse. Diese lädt ebenfalls eine phosphorgrüne Batterie auf. Da diese Reaktion wieder zwei mal gleichzeitig abläuft entstehen währenddessen zwei ATP.
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    Basiswissen
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    Reaktion 10: Substratkettenphosphorylierung
    Hexe mit an phosphorgrüner Suppenschüssel angekettet
    Bei der zehnten Reaktion handelt es sich erneut um eine Substratkettenphosphorylierung. Auch hierbei entsteht ATP.
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    Quintessence
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    Reaktion 10: irreversibel
    Durchgestrichenes Recycling-Zeichen auf Fruchtpresse
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    Basiswissen
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    Weiterverwendung von Pyruvat in aerober oder anaerober Glykolyse
    Sauerstoffflasche und Gasmaske
    Das entstandene Pyruvat geht danach entweder in die aerobe oder in die anaerobe Glykolyse ein.
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    Basiswissen
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