Hvor mange ATP-molekyler genereres for et glukosemolekyle?

Under cellulær respiration resulterer den fuldstændige nedbrydning af ét molekyle glucose i dannelsen af ​​maksimalt 36-38 molekyler adenosintriphosphat (ATP). Denne proces foregår i tre hovedstadier:glykolyse, Krebs-cyklus (citronsyre) og oxidativ phosphorylering. Her er en oversigt over ATP-udbyttet på hvert trin:

1. Glykolyse (i cytoplasmaet):

- Glucose nedbrydes til to pyruvatmolekyler.

- Hver pyruvat gennemgår en række enzymatiske reaktioner for at danne Acetyl CoA.

- Under denne proces produceres 2 molekyler ATP (nettoforstærkning) og 2 molekyler NADH (reduceret form af nikotinamid adenindinukleotid).

2. Krebs-cyklus (i mitokondriematrixen):

- Hver Acetyl CoA kommer ind i Krebs cyklus, en række kemiske reaktioner, der yderligere oxiderer den.

- For hver Acetyl CoA genererer Krebs-cyklussen 3 molekyler NADH, 2 molekyler FADH2 (reduceret form af flavinadenindinukleotid) og 1 molekyle ATP (phosphorylering på substratniveau).

3. Oxidativ phosphorylering (i den indre mitokondriemembran):

- De højenergielektroner båret af NADH og FADH2 føres langs elektrontransportkæden, en række proteinkomplekser.

- Denne proces genererer en protongradient over den indre mitokondriemembran, som driver syntesen af ​​ATP gennem ATP-syntase (også kendt som den kemiosmotiske mekanisme).

- For hvert par elektroner, der overføres gennem elektrontransportkæden, produceres 2-3 molekyler ATP (estimaterne varierer afhængigt af den specifikke vej og organisme).

I betragtning af den ATP, der genereres på hvert trin:

- Glykolyse:2 ATP (nettoforstærkning)

- Krebs-cyklus:1 ATP + 3 NADH + 2 FADH2 (pr. Acetyl CoA)

- Oxidativ phosphorylering:Cirka 30-32 ATP (pr. par overførte elektroner)

Forudsat den fuldstændige oxidation af et molekyle glucose via glykolyse og Krebs-cyklussen, og under hensyntagen til ATP genereret gennem oxidativ phosphorylering, er det maksimale teoretiske udbytte 36-38 ATP-molekyler for hvert glukosemolekyle. Dette repræsenterer den maksimale energi, der kan udvindes og lagres i form af ATP under cellulær respiration.

Det er vigtigt at bemærke, at noget ATP bruges i de indledende trin af glykolyse, og en lille mængde kan gå tabt på grund af ineffektivitet i elektrontransportkæden. Imidlertid er den overordnede proces yderst effektiv til at udvinde energi fra glukose og omdanne den til ATP, cellens "energivaluta".