Stoffwechsel Jelezarov

Energie verbrauchender Aufbau von körpereigenen Substanzen.

grundsätzlich reduktiv, Reduktionsäquivalente werden verbraucht

Stoffwechselwege welche sowohl anabol als auch katabol sind (z.b Citratzyklus)

Reaktionspartner, Zwischenprodukte und Endprodukte

1. Obwohl mehrheit der Reaktionen nahe am GGW, ist der gesamte Stoffwechsle typischerweise irreversibel

2. Das Vorhandensein untersch. Teilschritte ermöglicht eine unabhängige Regulierung des Metaboliten-Flusses

In erster Linie durch die Aktivität von Enzymen und in Eukaryoten ist die Kompartimentierung eine weitere Alternative

allosterische Reaktion: Effektormoleküle konnen Enzymaktivität steigern oder verringern, Enzym bindet an Ligand

Regulation durch Substrate und Produkte: empfindlich auf Substratkonzentration

Bindung an regulatorische Proteine

Kovalente Modifikation: Seitenketten chem. modifizieren ( z.B phosphorilierung, Adenylierung)

(De)Phosphorylierung, als Folge von extrazellulären Signalen--> Signalkaskaden

Substartzyklen: entgegen gerichtete Wege enthalten zwei Metabolite welche von zwei untersch. Enzymen zyklisch ineinander umegewandelt werden

Veränderung der Uahl der Enzymmoleküle

-Transktiptionsfaktoren: sind Proteine die durch (De)Phosphorilierung aktiviert werden und dann an DNA binden, führt dann zu verstärkter oder verminderter Synthese von Enzymen führt

-ähmlich wie Hormone: bindung von Hormonen-->Kernlokalisierungssignal exponiert, können auch unspez. Effekt ausüben

von Oxidoreduktasen katalysiert,

Enzyme heissen Dehydrogenasen, H2 wird frei (aber in Form von reduzierten H2-Carrier)--> NADred

Transferasen katalysieren, Kinasen sind Untergruppe

z.B übertragung von Phosphor auf ein Alkohol

Spaltung(Hydrolyse) eienr Ester- oder Amidbindung mit Wasser wird von Hydrolasen katalysiert

meist exergon, kommt beim Abbau von Proteinen, Tryglyceriden und Stärke vor

von Lyasen katalysiert: eine Gruppe wird unter Bildung einer Doppelbindung gespalten

eine einf. Umlagerung innerhalb eines Moleküls

Ligasen katalysieren Ligationen: Entstehung einer Bindung unter Verbauch von Energie aus ATP, es wird aber kein Phosphat eingebaut

Anders gesagt treibt die hydroliese von ATP die Synthese einer Bindung an die an sich energetisch ungünstig ist

heterogene Gruppe: Phosphatbindungen(ATP, Keratinphosphat..) Thioester, Methionin

-energiereiche Verbindungen, je negativer delta G desto grösser das Übertragungspotential

1. beide Phosphorylgruppen sind stark elektronenanziehend und konkurrieren um Pi-Elektronen --> mehr Resonanzformen

2. vier negative Ladungen, elektrostatische Abstossung

3. Hydrolyseprodukte sind viel besser solvatisiert

Oxidationsreaktion: NADox übernimmt zwei Elektronen und ein Proton und wird dadurch reduziert->NADred

FAD und FMN übertragen zwei Elektronen und zwei Protonen

FAD überwiegend als Oxidationsmittel beim Abbau von Fettsäuren

Überträger von Acetylgruppen, diese werden als Thioester an CoA gebundne, Acetyl-CoA ist ine zentrale Verbindung im Stoffwechsel, Thioesterverbindungen sind energiereich, aufgrund kanppheit von Phosphat-> ander Verbindungen (auch Thioester) früher gedient haben

übertragen Zucker, Glucoseüberträger beim Aufbau von Glykogen

Galactosewird mit UDP-Galactose übertragen

entsteht aus Methionin in einer Reaktion mit ATP, trägt hochreaktive Methylgruppe als Bestandteil der Sulfonium-Gruppe des SAM

Im Stoffwechsel beteiligt sich SAM an Transmethylierungen bei der Methylgruppe übertragen wird (katalysiert durch Methyltransferase)

Wichtig für Bosynthese von vershc. Substanzen und Inaktivierung von körpereigenen und fremden Verbindungen

fungiert als prosthetische Gruppe mehrer Carboxylasen, addieren Carboxylgruppe ans Substrat

N-Carboxybiotin ist ein Carrier von aktiviertem CO2

Biotin ist essentieller Bestandteil der Nahrung

1. Ausnutzung eines elektrochemischen Gradienten (Phosphosphorylierung und oxidative Phosphorylierung

2. übertragung von Phosphatresten auf ADP durch Metaboliten mit hohem Phosphorylgruppen-Übertragungspotentiel (Substratkettenphosphorylierung)

nichtzyklische Photophosphorilierung: Elektron wird auf NADPox übertragen--> NADPred

zyklische Photophosphorylierung: Elektron fällt direkt wieder zurück zu Photosytem I (keine Bildung von NADPred)

5ATP

reduzierter

energiereicher

Phosphat wird auf ADP übertragen, Aktivierte Überträgermoleküle übernehmen die Energie aus exergonen Reaktionen und stellen sie für die ATP-Bildung zur Verfügung

DIe Energie der Oxidation wird auf den Cofaktor NADred übertragen, es entsteht NADox. Dabei ensteht ein Protonengradient über der Mitochondienmembran, der pH-Wert in der Matrixseite ist hoch und der im Intermembranraum tief-->dadurch wird die stark endergone ATP-Bildung angetrieben (Protonen kehren in die Matrix zurück)

\(Energieladung = {ATP+ 0.5 ADP \over AMP + ADP + ATP}\)

1= nur ATP vorhanden
0= nur AMP

Eine tiefe EL aktiviert katabole Stoffwechselwege->Glykolyse, Citratzyklus
Eine hohe EL aktiviert anabole Stoffwechselwege->Fettsäuresynthese oder Gluconeogenese

EL liegt meistens im Bereich von 0.85-0.95, die Kurven treffen sich ca bei .9, dass bedeutet, dass die Geschwindigkeit von Stoffwechselwegen empfindlich auf die Energieladung reagiert

1. Stufe: zu kleinen Bausteinen (Monosaccharide, Fettsäuren, freie AS)

2. Stufe: Bausteine zu Acetyl-CoA abgebaut-->Glykolyse

3. Stufe: zu CO2 und H2O oxidiert, grossteil von ATP gebildet-->Citratzyklus und oxid. phosphorylierung