Wat gebeurt er met de watermolecule die gevormd wordt in stap 9 van de glycolyse?

Tycho, 36 jaar
17 februari 2021

In de glycolyse wordt in stap 9 water afgesplitst door enolase (fosfopyruvaat hydratase) en daarbij wordt het onstabiel PEP gevormd welke een fosfaat zal afplitsen in de 10 de stap van de glycolyse. Als je de totaalreacties van glycolyse, decarboxylatie, Krebscyclys en eindoxidaties optelt wordt dit water niet meegeteld. Bij vele bronnen wordt dit water zelfs niet bij de glycolyse meegeteld als product. Wat gebeurt er met dit watermolecule en waarom is hierover geen consensus?

Antwoord

Beste Tycho,

Leuke vraag! Laten we even op zoek gaan naar die ontbrekende watermolecules in de gezellige chaos van het koolhydraatmetabolisme. Je toont in je vraag een goede kennis van het metabolisme dus ik ga ervan uit dat ik het kan houden bij de grote lijnen (onderstaande vergelijkingen zijn niet uitgebalanceerd en vermelden enkel de relevante verbindingen voor jouw vraag).

 

Glycolyse: 1 molecule glucose geeft 2 moleculen pyruvaat, 2 moleculen water, 2 moleculen ATP en 2 moleculen NADH

Pyruvaat dehydrogenase: [1 pyruvaat wordt omgezet in CO2 en acetyl-CoA met vorming van 1 molecule NADH ] x2

Krebs: [ 1 acetyl-CoA én 2 moleculen water wordt omgezet in 2 moleculen CO2 met vorming van 1 GTP, 1 FADH2, 3 NADH ] x2

Globaal zien we dus dat 1 molecule glucose samen met 2 moleculen H2O (verbruik in Krebscyclus - vorming in glycolyse) leidt tot 6 moleculen CO2. Tot nu toe is er dus een verlies van 2 moleculen water. Waarom dan toch de vorming van 6 moleculen water per glucose? Het antwoord zit in de co-enzymen die gevormd worden (ATP, GTP, NADH en FADH2)

In de oxidatieve fosforylering geldt: per NADH en FADH2 wordt 1 molecule water gevormd uit de opgebouwde protonengradiënt (H+). In bovenstaand schema tellen we 12 dergelijke Co-enzymen. Dus komen we al aan een nettovorming van 10 moleculen water. 

Dat brengt ons op een netto productie van 10 moleculen water in plaats van de 6 die in de oxidatiereactie van glucose verschijnen.

Er zijn echter nog 2 ATP en 2 GTP gevormd via directe fosforylering (de moleculen ATP die gevormd worden in de oxidatieve fosforylering worden gemaakt via een ander principe en kunnen we dus buiten beschouwing laten)

We hebben dus eigenlijk:

Glucose + 2 GDP + 2 ADP + 4 Pi -> 6 CO2 + 10 H2O + 2 ATP + 2 GTP

Om de resterende co-enzymen te laten wegvallen in de globale oxidatie van glucose moeten we ons realiseren dat de substraat fosforyleringen zijn gaan lopen met enkele atomen uit ons oorspronkelijk glucose en weten bovendien dat:

[ATP + H2O -> ADP + Pi ] x2

[GTP + H2O -> GDP +Pi ] x2

Zo komen toch netjes op glucose + 6 O2 ==> 6 CO2 + 6 H2O

Reacties op dit antwoord

  • 19/02/2021 - Tycho (vraagsteller)

    Beste dr. Graulus, Allereerst bedankt voor de tijd te nemen deze vraag op te lossen en het zo helder weet te formuleren. De directe fosforylering tvv ATP gebeurt dan in stap 6 van de glycolyse door Glyceraldehyde 3-fosfaat dehydrogenase met de vorming van 1,3 - bisfosfoglyceraat? Dus sommige bronnen zullen de twee gevormde water in de glycolyse laten wegvallen ten opzichte van het water nodig om de substraat fosforylering mogelijk te maken. En daarom tellen ze soms 6 (3*2 water) in de krebscyclus in plaats van 4 (2*2) door het meetellen van het water nodig bij GTP. Nogmaals dank, Met vriendelijke groet, Tycho

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

© 2008-2021
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen