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Die Glykolyse (aus dem Griechischen glykys = ‚süß‘ und lysis = ‚auflösen‘) ist der schrittweise Abbau von Monosacchariden (Einfachzuckern) wie der D-Glucose (Traubenzucker), von der sich auch ihr Name ableitet. Sie ist der zentrale Prozess beim Abbau aller Kohlenhydrate in allen Eukaryoten, dazu gehören Tiere, Pflanzen und Pilze. Bei Bakterien und Archaeen ist Glykolyse ebenfalls verbreitet, manche Arten nutzen aber auch andere Stoffwechselwege um Glucose abzubauen, beispielsweise den Entner-Doudoroff-Weg (ED-Weg). Die Glykolyse ist einer der wenigen metabolischen Wege, den fast alle Organismen gemeinsam haben, was auf eine sehr frühe Entstehung hinweist.

Der Abbau erfolgt in zehn Einzelschritten. Dabei entstehen aus einem Glucosemolekül zwei Moleküle Pyruvat. Neben der Energiegewinnnung in Form von Adenosintriphosphat (ATP) werden auch zwei Moleküle an NADH erzeugt. ...weiter

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ATP-Generierung durch pH-Gradient: außen niedrig (sauer)

Das Enzym ATP-Synthase oder F_oF₁-ATPase ist ein Transmembranprotein. Die ATP-Synthase tritt abhängig vom Verhältnis der Substrate und Produkte entweder als ATP-verbrauchende Protonenpumpe oder als Protonen-getriebene ATP-Synthase auf.

Unter physiologischen Bedingungen besteht die Hauptaufgabe des Enzyms allerdings darin, die Synthese von ATP zu katalysieren. ATP ist eine energiereiche Verbindung, deren Bildung der Zufuhr von Energie bedarf:

ADP + Phosphat → ATP ΔH = ca. 45 kJ/mol unter physiologischen Bedingungen.

Um diese Energie aufzubringen, koppelt die ATP-Synthase die ATP-Bildung mit dem energetisch begünstigten Transport von Protonen (oder anderen Ionen) entlang eines Protonengefälles über eine Membran. Die ATP-Synthase ist also ein Energiewandler, der eine Energieform in eine andere umformt. Das Enzym spielt im Stoffwechsel fast aller bekannten Organismen eine zentrale Rolle, da ATP ununterbrochen als Energieüberträger benötigt wird.

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