Gärung, Glykolyse, NAD, NADP

Gärung

Die Gärung ist ein Stoffwechselprozess, bei dem durch den Abbau von Glucose ATP gebildet wird, aber ohne Beteiligung einer Elektronentransportkette (Sauerstoffmangel).

• Alkoholische Gärung: Die Bierhefe baut unter Sauerstoffmangel die Glucose mittels der Glykolyse zu Pyruvat und dann nur bis zum Alkohol ab. Der Energiegewinn der alkoholischen Gärung ist jedoch deutlich niedriger als bei der Endoxidation zu Wasser (Wasser ist eine energieärmere Verbindung als Ethanol): C₆H₁₂O₆ -> 2 C₂H₅OH +2 CO₂
• Milchsäuregärung: Milchsäurebakterien bauen bei diesem Stoffwechselprozess unter anaeroben Bedingungen Glucose zu Milchsäure um (Prozess z.B. in einem arbeitenden Muskel). Während des Glykolyse-Prozesses wird Wasserstoff freigesetzt und auf Pyruvat übertragen und diese dadurch zu Milchsäure oxidiert: C₆H₁₂O₆-> 2 CH₃-CHO-COOH

Achtung:
Die Essigsäuregärung ist keine echte Gärung im biologischen Sinn, denn unter Anwesenheit(!) von Sauerstoff wird Ethanol zur energieärmeren Essigsäure (Ethansäure) oxidiert: C₂H₅OH+ O₂ -> CH₃COOH + H₂O

Glykolyse

Enzymatischer Kohlenhydratabbau über eine Reihe von Reaktionsschritten. Im Allgemeinen versteht man unter Glykolyse den Abbau von Glucose zu Pyruvat (Brenztraubensäure). Der Abbau läuft dabei ohne Beteiligung von Sauerstoff (anaerober Prozess) ab, der Prozess liefert effektiv (Nettobilanz) zwei Moleküle ATP und zwei Moleküle NADH pro Glucose-Molekül C₆H₁₂O₆.

Nicotinamidadenindinukleotid (NAD⁺/NADH)

Bei NAD handelt es sich um ein Coenzym und hat eine wichtige Bedeutung als Elektronenüberträger. Die oxidierte Form (NAD⁺) kann aus dem Glykolyse-Prozess aufnehmen und ein H+ binden und somit zur reduzierten Form NADH reagieren. Diese Elektronen werden über die oxidative Phosphorylierung auf Sauerstoff übertragen. Pro Oxidation von NADH zu NAD⁺entstehen drei Moleküle ATP (aus ADP und Phosphat).

Nicotinamidadenindinukleotidphosphat (NADP⁺/NADPH)

Bei NADP handelt es sich um ein Coenzym und hat eine wichtige Bedeutung als Elektronenüberträger und zur Energiespeicherung aus dem Photosystem I. Die oxidierte Form (NADP+) kann Elektronen aufnehmen und ein H+ binden und somit zur reduzierten Form NADPH reagieren. Im Gegensatz zu NADH dient NADPH nicht zur Erzeugung von ATP in der Atmungskette, sondern als Elektronendonor in reduzierenden biochemischen Synthesen