Die aerobe Energiegewinnung
Die aerobe Energiegewinnung der Zelle wird auch Zellatmung genannt. Sie kann in drei Stufen unterteilt werden.
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In der ersten Stufe werden organische Brennstoffmoleküle wie Aminosäuren, Monosaccharide und Fettsäuren zu Acetyl-CoA oxidiert. Diese drei Nahrungsmonomere haben jeweils spezifische Abbauwege, die eine unterschiedliche Menge an Reduktionsäquivalenten liefern:
Das Kohlenstoff-Skelett der meisten Aminosäuren wird nach der Entfernung der α-Amino-Gruppe zu Acetyl-CoA oder anderen Zwischenprodukten des Citrat-Cyclus metabolisiert.
Glucose wird in einem als Glycolyse genannten Oxidationsprozess zunächst in zwei Moleküle Pyruvat gespalten und durch oxidative Decarboxylierung zum Acetyl-CoA umgewandelt.
Aus langkettigen Fettsäuren entstehen durch die Reaktionen der β-Oxidation Acetyl-CoA-Einheiten.
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Der weitere gemeinsame Stoffwechselweg bei der Oxidation von Brennstoffmolekülen ist der Citrat-Cyclus - die zweite Stufe der Zellatmung. Hier erfolgt die Oxidation der Acetyl-Gruppen zu CO2 unter Gewinnung von Reduktionsäquivalenten. Weiterhin entstehen in diesem Stoffwechselzyklus viele Zwischenprodukte für weitere Biosynthesen.
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Die dritte Stufe - die oxidative Phosphorylierung - ist eine der wichtigsten Reaktionen der Energieübertragung. Dieser Prozess liefert den größten Teil des von aeroben Organismen synthetisierten ATPs. Hierbei werden die Elektronen der Reduktionsäquivalente auf Sauerstoff-Atome übertragen. Dabei wird Energie für die Synthese von ATP aus ADP und Pi gewonnen.
