Wanneer in de celademhaling worden watermoleculen ingebouwd of gevormd?

Ma, 40 jaar
10 januari 2024

In de nettoreactie van de celademhaling worden er 6 H20's gevormd, maar tijdens de eindoxidaties worden er in totaal 12 gevormd per glucose, dus moeten er in de glycolyse of krebscyclus 6 gebruikt worden. Op de meeste figuren zie je dat er effectief een water ingebouwd wordt tijdens de krebscyclus van fumaraat naar malaat en 1 water van oxaloacetaat naar citroenzuur. Dit is voor 1 pyrodruivenzuur, dus per glucose zijn dit in totaal 4 moleculen, maar geen 6. Waar wordt het 3e watermolecule ingebouwd? Klopt dit dat dit is in de stap van a-ketoglutaarzuur naar succinyl CoA? En hoe wordt dit dan ingebouwd?

Antwoord

Beste Ma,

Heel leuke vraag! 

Er worden inderdaad 10 moleculen NADH en 2 moleculen FADH2 gevormd tijdens de glycolyse en citroenzuurcyclus. Elk van deze co-enzymen draagt twee elektronen over aan de elektronentransportketen en zorgt dus voor de vorming van 1 molecule water. Dit brengt de tussenstand op 12 moleculen water. Het klopt ook dat er 4 moleculen water worden verbruikt bij de vorming van malaat en citroenzuur in de citroenzuurcyclus. 

Er worden echter ook nog 2 moleculen water gevormd in de glycolyse bij de omzetting van 3-fosfoglyceraat naar fosfo-enolpyruvaat.

Dit brengt de tussenstand op 10 moleculen water (i.p.v. 6). Zijn we dan op zoek naar 4 ontbrekenden watermoleculen in plaats van 2?! In plaats van het probleem op te lossen, heb ik het blijkbaar erger gemaakt. Maar is dat wel zo?

We moeten hier het onderscheid maken tussen de biochemie en 'pure' chemie. De nettoreactie die je aanhaalt is de vergelijking voor de totale verbranding van glucose in de aanwezigheid van zuurstofgas (uit de 'pure' chemie: 6 moleculen water per glucose). Onze cellen draaien echter niet op stoomturbines, maar oogsten de chemische energie stapsgewijs. Dat onderscheid wordt duidelijk door alle vergelijkingen van de glycolyse en de krebscyclus op te tellen. We vinden dan:

1 glucose + 6 O2 + 4 ADP + 4 Pi + 4 H+⟶ 6 CO2 + 4 ATP + 10 H2O

Op basis van déze nettovergelijking kan je zien dat wel degelijk 10 moleculen water gevormd worden en dat we helemaal niet op zoek moeten naar ontbrekende watermoleculen. We vormen namelijk naast CO2 en water ook 4 moleculen ATP uit (ADP en anorganisch fosfaat). 

De biochemische nettoreactie zou je dus kunnen vertalen naar de 'pure chemie' door twee deelreacties op te tellen:

1 glucose + 6 O2 ⟶ 6 CO2 + 6 H2O

 4 ADP + 4Pi + 4 H+⟶  4 ATP + 4 H2O

Zoals je wellicht weet vinden we deze ATPs terug in de glycolyse (netto 2 moleculen ATP per glucose) en de krebscyclus (2 moleculen GTP per glucose; GTP is equivalent met ATP).  

P.S. excuses voor de vertraging: blijkbaar was ik vergeten op "indienen" te klikken.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Beantwoord door

prof. dr. Geert-Jan Graulus

(Bio)chemie Eiwitgebaseerde materialen Weefselregeneratie biosensoren

Universiteit Hasselt
Agoralaan Universitaire Campus-gebouw D BE-3590 Diepenbeek
http://www.uhasselt.be/

Zoek andere vragen

© 2008-2024
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door EOS vzw