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Lexikon der Biologie: Energieladung

Energieladung, ein von D.E. Atkinson als „energy charge“ in die Stoffwechselphysiologie eingeführter Begriff, um den momentanen Energiezustand (Energie) der Zelle, ausgedrückt über das Konzentrationsverhältnis von ATP (Adenosintriphosphat), ADP (Adenosin-5'-diphosphat) und AMP (Adenosinmonophosphat), zu bezeichnen. Messungen des „Energieinhalts“ von Zellen müssen neben dem Gehalt an ATP (phosphoryliert, „geladen“) und AMP (dephosphoryliert, „entladen“) auch den jeweiligen ADP-Gehalt berücksichtigen, der nach ATP + AMP⇌2 ADP mit den „geladenen“ und vollständig „entladenen“ Coenzymen im Gleichgewicht steht. Die Energieladung ist danach definiert als:





Sie schwankt zwischen 0 (nur AMP vorhanden) und 1 (nur ATP vorhanden). Hohe Energieladungen hemmen die Stoffwechselwege des Katabolismus (Dissimilation; über allosterische Beeinflussung [Allosterie] von Schlüsselenzymen, z.B. der Phosphofructokinase durch ATP) und aktivieren gleichzeitig den Anabolismus. In vivo liegt die Energieladung meist um 0,8 und ist in diesem Bereich empfindlich regelbar (Phosphorylierungspotential; vgl. Abb. ). Will man die Energieladung eines Organs oder Tieres bestimmen, muß es schlagartig tiefgefroren werden, da sich der Quotient in kürzester Zeit ändern kann – schon durch das Fangen des Tieres oder durch die Entnahme des Organs. Spezielle Zangen mit breiten Flächen, die zuvor in flüssigem Stickstoff gekühlt wurden, finden bei entsprechenden Untersuchungen Anwendung (sog. „Freeze-clamp“-Methode). ATP-ADP-AMP-System, Energiestoffwechsel.



Energieladung

Geschwindigkeitszunahme bzw. -abnahme von enzymkatalysierten Reaktionen aus dem Katabolismus und Anabolismus in Abhängigkeit von der Energieladung. Empfindlichste Regelung im – in vivo vorhandenen – Bereich der halbmaximalen Reaktionsgeschwindigkeit.

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