Umwandlung von ADP in ATP=Redoxreaktion?
Hallo,
bei der Energiefreisetzung wird ja eine Phosphatgruppe von ATP abgespalten, sodass Phosphat und ADP entsteht. Ist diese Reaktion eine Oxidation/Reduktion, da diese ja z.B. mit der Reduktion von NAD+ gekoppelt ist.
1 Antwort
Die Spaltung von ATP in ADP und Phosphat ist chemisch die Hydrolyse eines Säureanhydrids und keine Redoxreaktion. Wie auch viele Übertragungen z.B. bei der Bildung/Spaltung von Phosphatester, Glucosephosphat u.v.a.
Die Redoxreaktionen sind erst mal ganz was anderes. Allerdings gelingt es dem Stoffwechsel durch allerlei Tricks, eigentlich unabhängige Reaktionen irgendwie zu "koppeln". Das muss man sich aber im Einzelfall genau ansehen, ich sowieso, ist schon etwas her.
Die Elektronen kommen von einem Reduktionsmittel, also z.B. Glycerinaldehydphosphat, das zum Pyruvat wird.
Genauer gesagt entsteht Phosphoenolpyruvat, also die Enolform (das ist Chemie, eine OH-Gruppe an einer Doppelbindung anstelle eines doppelt gebundenen O), ein Phosphat-Ester, der dann hydrolysiert wird.
Reaktionen, die nur wenig Energie liefern oder erfordern, laufen in beide Richtungen, nur liegt das Gleichgewicht entsprechend auf der einen oder der anderen Seite. Wenn auf der andern Seite ein Produkt verschwindet, weil es z.B. Phosphat abspaltet, läuft die Reaktion weiter, in der "gewünschten" Richtung.
Das ist dann die "Kopplung". Hoffe du hast es einigermaßen verstanden.
Joa so einigermaßen haha. Kann man denn auch mit Oxidationszahlen überprüfen, ob es eine Redoxreaktion ist oder wäre das zu kompliziert?
Die Prüfung der OZ solte eigentlich Routine sein, aber dafür muss man natürlich viel geübt haben. MIt Übung erkennt man aber auch, wo man sich Arbeit sparen kann. Wenn P immer nur an O gebunden ist und O nur an P oder H, dann ist das der normale Zustand, sofern nicht irgendwas verrücktes passiert. Die Spaltung von ATP unter Wasseraufnahme ändert also keine OZ.
Ah stimmt, ich würde aber trotzdem gerne die Oxidationszahlen aufstellen. Bin bei der Summenformel von ATP aber gerade etwas verwirrt, da diese ja C10H16N5013P3 lautet, jedoch sind die Phosphatgruppen doch negativ geladen. Müsste ich das auch berücksichtigen oder kann man die Summenformel ohne Ladung übernehmen?
Du kannst Oxidationszahlen nicht anhand einer Summenformel aufstellen. Die werden immer Atom für Atom bestimmt. Interessant sind im ATP ohnehin nur die beiden letzten Phosphatgruppen.
Protonenübertragungen ändern in aller Regel nichts an den Oxidationszahlen, das kannst du dir erst mal einfach als Regel merken.
Davon ab ist die Summe der Oxidationszahlen Null für neutrale Moleküle und gleich der Ionenladung bei Ionen.
Ja ich weiß, aber ich weiß nicht welche Summenformel ich nehmen soll, um die Strukturformel zu zeichnen. Es wird ja ein Proton an eine Phosphatgruppe von ADP gebunden und eine OH-Gruppe an das Phosphat. Wo ist dann das Elektron hin (vom H20-Molekül)?
Man nimmt keine Summenformel, um daraus eine Strukturformel zu erstellen. Schon bei so einfachen Summenformen wie C₃H₆ oder C₂H₆O gibt es 2 mögiiche Strukturen. Bei der Summenformel für ATP wahrscheinlich hunderte. Du musst die Struktur kennen, sonst ist die Bestimmung der OZ sinnlos.
Du musst auch nicht das ganze Molekül betrachten, sondern nur die betroffenen Teile, also die Phosphatgruppen und Wasser. Da sind die OZ vor und nach der Reaktion wie gewohnt +5 für P, -2 für O und +1 für H. Keine OZ ändert sich.
Der genaue Mechanismus der Reaktion interessiert nicht, also was wann wie protoniert wird oder wo etwas angreift. Entscheidend ist nur das Ergebnis. Die Übertragung eines Protons ist in aller Regel, wie schon erwähnt, keine Redoxreaktion.
Ja, aber ich wollte die Reaktion einfach insgesamt verstehen und einfach mal die Oz üben
okay Dankeschön. Aber woher kommen dann die Elektronen, die auf NaD+ übertragen werden? Bzw. wenn der Vorgang endotherm ist, was genau ist dann diese „Energie“, die bei der Spaltung von ATP freigesetzt wird? Ich dachte immer Energie wird z.B. in Form von Elektronen übertragen.