Adenosintrifosfát (ATP) je hlavním zdrojem energie v buňkách všech organismů. Podílí se na různých biochemických procesech, zejména na syntéze a transportu energie. Ale kolik energie je ve skutečnosti syntetizováno v procesu tvorby ATP? Důležitou roli v tomto procesu hraje přípravná fáze.
Přípravná fáze syntézy ATP je spojena s Krebsovým cyklem, ke kterému dochází v mitochondriích buněk. Během této fáze karboxylová kostra kyseliny pyruvátové oxiduje a uvolňuje energii. Tato energie se pak používá k uvolnění Elektronické orbitaly nad (nikoinamidadenindinukleotid), který se přenáší do další fáze syntézy ATP.
V přípravné fázi syntézy ATP dochází k oxidaci isocytratsukcinátovým dehydrogenázovým komplexem a hraje klíčovou roli při tvorbě energie. V důsledku tohoto procesu vzniká NADN (redukovaný nikotinamidadenindinukleotid), který pak přenáší energii do dalších fází syntézy ATP. Přesné množství syntetizované energie ve formě ATP v přípravné fázi však závisí na různých faktorech, jako je stav buňky, její životní styl atd.
Množství energie uvolněné během procesu syntézy ATP v přípravné fázi
Syntéza ATP, hlavního energetického nosiče v buňce, probíhá ve dvou hlavních fázích: přípravném a acyklickém (redoxním).
V přípravné fázi, která se vyskytuje v mitochondriích, se uvolní určité množství energie, která se pak použije v acyklické fázi k syntéze ATP.
V přípravné fázi se energie uvolňuje oxidací pyruvátu a jeho přeměnou na acetyl-CoA. Oxidační reakce, jako je oxidace pyruvátu a jeho přeměna na acetyl-CoA, jsou doprovázeny uvolňováním elektronů a protonů. Elektrony a protony jsou přenášeny na nosiče elektronů, jako je nad a FAD, a poté přenášeny na acetyl-CoA. Výsledkem tohoto procesu je NADH a FADN2 obsahující vysokoenergetické elektrony a protony.
Energie uvolněná během oxidace pyruvátu a jeho přeměny na acetyl-CoA se používá k syntéze 2 molekul NADH a 1 molekuly FADN2. Každá molekula NADH má energii asi 2,5 EV a molekula FADN2 asi 1,5 EV. Celková energie uvolněná v přípravné fázi ve formě NADH a FADN2 je asi 6,5 ekal.
V procesu syntézy ATP se tedy v přípravné fázi uvolňuje poměrně velké množství energie ve formě NADH a FADN2, která se pak používá v acyklické fázi k syntéze molekul ATP. To je důležitý krok při poskytování buněčné energie a udržování metabolických procesů.
Získávání energie během přípravné fáze tvorby ATP
Přípravná fáze tvorby ATP neboli glykolýza je komplexní biochemický proces, v důsledku kterého je glukóza rozdělena na dvě molekuly pyruvátu, přičemž se uvolňuje malé množství energie ve formě ATP.
V první fázi glykolýzy je glukóza fosforylována za účasti ATP, což vede k tvorbě glukózy-6-fosfátu. Dále glukóza-6-fosfát přechází na fruktozo-6-fosfát, po kterém dochází k jeho fosforylaci za vzniku fosfofruktózy-1,6-bisfosfátu. V každé z těchto fází dochází k syntéze jedné molekuly ATP.
V dalším kroku se fosfofruktóza-1,6-bisfosfát rozkládá na dvě molekuly glyceraldehydu-3-fosfátu. Pro každou molekulu glyceraldehyd-3-fosfátu dochází k oxidaci, při které se likviduje jedna molekula nad+ a vzniká jedna molekula NADH a jedna molekula 1,3-bisfosfoglycerátu. V důsledku této oxidace je syntetizována jedna molekula ATP.
Nakonec se glyceraldehyd-3-fosfát v poslední fázi přemění na pyruvát. V tomto případě dochází k defosforylaci 1,3-bisfosfoglycerátu za vzniku ATP. Celkem se v této fázi získávají dvě molekuly ATP.
V přípravné fázi tvorby ATP se tedy pomocí glykolýzy syntetizují 4 molekuly ATP. Tento proces je důležitou součástí metabolismu v těle a poskytuje syntézu energie potřebné pro fungování buněk.