Biochemie 2

In der Glycolyse werden zunächst zwei ATP verbraucht.

Die Nettobilanz der Glycolyse ist zwei gewonnene ATP

Die Glycolyse liefert Redoxäquvalente welche die Elektronen aus der Oxidation von Glucose aufnehmen.

Wenn genug Sauerstoff vorhanden ist wird Pyruvat zu Acetyl-CoA oxidativ Decarboxyliert.

Hefen bilden aus Glukose, unter anaeroben Bedingungen, Ethanol und CO2.

Ethanol ist für die Hefe toxisch, sie produziert sie um NAD+ für die Glycolyse zur Verfügung zu halten.

Die Glycolyse läuft auch ohne Sauerstoff.

Ist genügend Sauerstoff vorhanden wird Pyruvat aus der Glykolyse zu Acetyl-CoA oxidativ Decarboxyliert, welches dann in den Citratcyklus eingeht.

In der oxidativen Decarboxylierung sowei im Citratcyklus entsteht CO2, welches wir ausatmen.

Im Citratcyklus werden Elektronen die aus der Glucose stammen auf Redoxäquivalente übertragen,

Im Citratcyklus laufen, über das zentrale Molekül Acetyl-CoA, der Kohlenhydrat und der Fettstoffwechsel zusammen.

Der Citratcyklus wird nach dem Citrat benannt, welches als erste Reaktion entsteht.

Im Citratcyklus wird pro Glucose Molekühl zwei ATP gebildet.

Pro Acetyl-CoA liefert der Citratcyklus zwei CO2,

Die NADH und FADH2 aus dem Citratcyklus geben ihre Elektronen an die Elektonentransportkette ab.

Der Citratcyklus findet im Lumen des Mitochondrums statt.

Nach dem Durchlaufen des Citratcyklus sind Kohlenhydrate und Fette komplett zu CO2 oxidiert.

Der Citratcyklus ist ein zentraler Stoffwechsel auch für viele Biosythesen.

Fette liefern mehr Energie als Kohlenhydrate können allerdings nur unter aeroben Bedingen verstoffwechselt werden.

Fette bezeichnet man auch als Triacylglyceride, Fettsäuren werden komplett in der beta-Oxidation zu Acetyl-CoA verstoffwechselt

Bei der hydrolyse von Fetten entstehen Fettsäuren und Glycerin.

Fettsäuren werden unter ATP verbrauch zu Fettsäureacyl-CoA aktiviert.

Fettsäuren müssen zunächst zu einem Fettsäure-Acyl-CoA aktviert werden.

Die lipophilen Triacylglyceride werden durch hilfe der Lipasen in die wasserlöslichen Bestandteile, Fettsäuren und Glycerin, hydrolisert.

Glycerin wird unter ATP verbrauch oxidiert und geht in die Glycolyse ein.

 Fettsäuren werden in der beta Oxidation stufenweise zu Acetyl-CoA oxidiert wobei die Elektronen auf FAD und NAD+ übertragen werden.

Der Glycerinanteil von Fettsäuren wird als Dihydroxyacetonphosphat in der Glycolyse verstoffwechselt.

In der beta-Oxidation wird kein ATP generiert. Die meiste Energie bei Fettstoffwechsel wird im chemiosmotischen Prozess erzeugt.

Redoxäquivalente aus Glycolyse, oxidativer Decarboxylierung, Citratcyklus und beta-Oxidation gehen geben ihre Elektronen in die Atmungskette ab.

 Der Elektronenfluss in der Atmungskette treibt den Transport von Protonen in den Zwischenmembrandraum von Mitochondrien.

Das meiste ATP wird in der oxidativen Phosphorylierung genereiert.

FADH2 liefert weniger Energie als NADH da es nicht auf den ersten Proteinkomplex in der Atmungskette seine Elektronen überträgt

 Im chemiosmotischen Prozess treibt der Rückfluss von Protonen die ATP-Synthase an und es wird ATP generiert.

Durch die Kopplung von Elektronenfluss, und Protonengradientbildung wird die meiste Energie im Stoffwechel gebildet.

Die Redoxäquvalente transpiortieren die Elektronen aus der Oxidation von Nährstoffen unter aeroben Bedingungen zur Elektronentransportkette.

Der Endakzeptor der Elektronen in der Atmungskette ist Sauerstoff. Es entsteht Wasser.

 Nicht der Elektronentransport liefert Energie sonder der dabei gebildete Protonengradient treibt eine ATP Sythase an.

Haben Zellen genügend Sauerstoff zur Verfügung werden die Elektronen aus der Odidation von Nährstoffen in die Atmungskette übertragen.

Die ATP-Synthase ist ein Enzym welches ATP generiert.

NADH aus der Glycolyse liefert nur 1.5 ATP im gegensatz zu dem aus dem Citratcyklus, welches mehr liefert.

Fettsäuren leifern ihre Energie ausschliesslich im chemisomotischen Prozess.

Ein zentrales Molekül ist Acetyl Co-A was in den Citratcyklus eingeht.

Milchsäuregärung liefert Lactat aus Pyruvat unter anaeroben Bedingungen.

Wichtig ist dass immer genug NAD+ für die Glycolyse zur Verfügung steht, daher betreiben Organismen unter anaeroben Bedingen die Milchsäure-Gärung oder Alkoholische-Gärung.

1. Im geschlossenen Stadium liegt die spannungssensitive α-Helix, welche positive Seitenketten an jedem 3. Rest aufweist, auf der negativ geladen cytoplasmatischen Seite. Dadurch blockiert das Gating-Segment den Kanal. Na+ kann nicht in die Zelle einströmen.
2. Nach einer kleinen Depolarisation der Membran wandert die spannungssensitive α-Helix Richtung äussere Membran. Dadurch kommt es zur Konformationsänderung im Gating-Segment wodurch der Ionenkanal geöffnet wird.
3. Die spannungssensitive α-Helix kehrt sofort wieder in das geschlossene Stadium zurück. Dabei verschliesst ein Inaktivierungssegment den offenen Ionenkanal wodurch der Na+-Ionenfluss gestoppt wird.
4. Sobald die Membran repolarisiert ist, wird das Inaktivierungssegment vom Kanal gelöst und der Ionenkanal kehrt wieder in sein geschlossenes, aber aktivierbares Stadium zurück.

Kanäle sind jeweils nur durchlässig für [ein bestimmtes Ion]. Dazu benötigt jeder Kanal einen [Selektivitätsfilter]. Dieser wird durch mehrere [Segmente] gebildet, welche [Wechselwirkungen] erzeugen, die die [Hydrathülle] entfernen können. Um dies zu ermöglichen, muss die [Energie] solcher Wechselwirkungen höher sein, als die Hydrationsenergie.

Kanäle sind jeweils nur durchlässig für [ein bestimmtes Ion]. Dazu benötigt jeder Kanal einen [Selektivitätsfilter]. Dieser wird durch mehrere [Segmente] gebildet, welche [Wechselwirkungen] erzeugen, die die [Hydrathülle] entfernen können. Um dies zu ermöglichen, muss die [Energie] solcher Wechselwirkungen höher sein, als die Hydrationsenergie.