Biochemie: Kohlenhydratstoffwechsel
Biochemie: Einführung in den KH-Stoffwechsel; Glycolyse. Glycogen Synthese und Abbau, Gluconeogenese, HMP-Shunt
Biochemie: Einführung in den KH-Stoffwechsel; Glycolyse. Glycogen Synthese und Abbau, Gluconeogenese, HMP-Shunt
Welches sind die wichtigsten Ausgangspunkte für die Gluconeogenese?
- Lactat (Muskel und Erythrozyten)
- Glycerin (Fettgewebe)
- glucogenen AS (Muskel)
Welche Unerschiede bestehen zwischen der Glycolyse und der Gluconeogenese?
Grundsätzlich ist die Gluconeogenese die Umkehrreation der Glycolyse. 3 Reaktionen verlaufenjedoch irreversibel und mit einem hohen ΔG°. Diese müssen in der Gluconeogenese von anderen Enzymen katalysiert werden
Wie läuft in der Gluconeogenese die Umwandlung von Pyruvat in Phosphoenolpyruvat ab?
- Bildung von Oxalacetat. In den Miochondrien wird Pyruvat zum Oxalacetat unter ATP verbrauch durch die Biotin-abhängigen Pyruvat-Carboxylase carboxyliert. Oxalacetat ist ein Zwischenprodukt des Citratzykluses und kann das Mitochondrium nicht verlassen. Deshalb muss es mittels der mitochondriale Malat-Dehydrogenase zu Malat reduziert werden (Malat hat einen Transporter). Im Cytoplasma wird Malat über die zytosolische Malat-Dehydrogenase zum Oxalacetat oxidiert.
- Im Zytosol wird Oxalacetat mit der Phosphoenolpyruvat-Carboxylase und unter GTP verbrauch zu Phosphoenolpyruvat phosphoryliert und decarboxyliert.
Struktur, Quellen und Pathochemie von Biotin (Vit. B7)?
- Quellen: Leber, Niere, Eigelb, Hefe
- Pathobiochemie: (selten)
Stoffwechsel, Biochemische Funktionen und Bedarf von Biotin (Vit. B6)?
- Stoffwechsel: In seiner aktiven Form ist Biotin kovalenz an Enzyme gebunden
- Biochemische Funktionen: Biotin ist Coenzym bei vielen Carboxylierungsreaktionen (vorübergehende Bindung von CO2 mit anschliessender Übertragung auf das Substrat)
- Bedarf: 10 μg/Tag. Das meiste vom Organismus benötigte Biotin wird von Darmbakterien synthetisiert
Wie läuft in der Gluconeogenese die Umwandlung der Frucotse-1,6-Bisphosphat zur Fructose-6-Phosphat ab?
Die Umwandlung von F-1,6BF zu F-6-P wird durch die Fructose-1,6-Biphosphatase katalysiert. Dabei wird der Phosphatrest hydrolytisch gespalten und kann nicht zur Synthese von ATP verwendet werden.
F-1,6-BP + H2O --> F-6-P + Pi
Wie läuft in der Gluconeogenese die Umwandlung von G-6-P zu Glucose ab?
Der letzte Schritt findet im ER statt Katalysiert wird er von der Glucose-6-Phosphotase, welche in der ER-Membran lokalisiert ist und den Phosphatrest im G-6-P hydrolytisch spaltet. Die Glucose wird dann ins Blut abgegeben.
G-6-P + H2O --> Glucose + Pi
G-6-Pase kommt in nennenswerter Konzentration nur in der Leber und der Nierenride vor, weshalb nur diese in grosser Menge Gluconeogenese betreiben können.
WIe wird die Gluconeogenese/Glycolyse reguliert?
Die Regulation erfolgt hauptsächlich auf der Stufe der Umwandlung von F-6-P in F-1,6-BP (resp. der Umkehrreaktion)
- Glycolyse:
- Hexokinase: G-6-P inhibiert
- Phosphofructokinase:
- aktivierend: F-2,6.BP, AMP
- inhibierend: Citrat, ATP
- Pyruvatkinase:
- aktivierend: F-1,6-BP
- inhibierend: Acetyl-CoA, ATP, Alanin
- Gluconeogenese
- Glucose-6-pohphatase: G-6-P aktivierend
- Fructose-1,6-Bisphosphatase
- aktivierend: Citrat
- inhibierend: F-2,6-BP, AMP
- Pyruvat-Carboxylase: Acetyl-CoA aktivierend
Was ist der Cori-Zyklus?
Zeigt die Verwertung vom Lactat, welches bei der anaeroben Glycolyse anfällt. Lactat wird von den meisten Organen ins Blut abgegeben und von der Leber und vom Herzen aufgenommen. In der Leber wird das Lactat über die Gluconeogenese wieder zu Glucose resynthetisiert, die dann über das Blut anderen Organen zum Abbau in der Glycolyse zur Verfügung steht.
Dies ist der Grund, weshalb man einen Marathon laufen kann.
Wozu dient der Pentosephosphatweg/Hexosemonophosphat (HMP)-Shunt?
Statt der ATP-Gewinnung dient dieser Annagu der Glucose zur Bildung von Ribulose-5-phosphat (C5), welches essentiell für die Nucleotidsynthese ist. Ausserdem entsteht NADPH, welches bspw. bei der FS- und Hormonsynthese benötigt wird.
Dieser vorgang wird auch HMP (Hexosemonophosphat)-Shunt genannt, da alternativ die R-5-P in einem zyklischen Prozess in F-6-P und Glycerinaldehyd-3-phosphat umgewandelt werden kann.
Es findet im Cytosol statt und hat eine oxidative und eine nicht-oxidative Phase.
wie läuft die oxidative Phase des Pentosephosphatwegs ab?
- G-6-P wird durch die Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase in einer NADP+-abhängigen Reaktion zum 6-Phosphogluconolaceton oxidiert. Dabei entsteht NADPH.
- 6-Phosphogluconolaceton wird durch die Lactonase in 6-Phosphogluconat umgewandelt
- 6-Phosphoglucanat wird durch die 6-Phosphogluconat-Dehydrogenase in einer NADP+-abhängigen Reaktion zu Ribulose-5-Phosphat oxidiert und decarboxyliert. Dabei entsteht erneut NADPH.
wie läuft die nicht-oxidative Phase des Pentosephosphatwegs ab?
Ribulose-5-phosphat wird entweder in das Epimer Ribose-5-Phosphat oder in das Isomer Xylulose-5-phosphat überführt.
- Transketolase (Vit. B1)
- Ribose-5-phosphat --> Sedoheptulase-7-phosphat (C7)
- Xylulose-5-phosphat --> Glycerinaldehyd-3-phosphat (C3)
- Transaldolase
- Sedoheptulase-7-phosphat (C7) --> Erythose-4-phosphat (C4)
- Glycerinaldehyd-3-phosphat (C3) --> Fructose-6-phosphat (C-6)
- Transketolase
- Erythose-4-phosphat (C4) + Xylulose-5-phosphat --> Fructose-6-phosphat (C-6) + Glycerinaldehyd-3-phosphat (C3)
Weiterverwendung von Fructose-6-phosphat und Glycerinaldehyd-3-phosphat aus dem Pentosephosphatweg.
Je nach Stoffwechsellage (Energiebedarf) werden die zwei Produkte des HMP- Shunts via Glycolyse oder Gluconeogenese verwertet.
In der Summe ist also 1 G-6-P unter BIldung von NADPH vollständig zu CO2 oxidiert worden
G-6-P + 12 NADP+ + 7 H2O --> 12 NADPH + 12 H+ + 6 CO2 + Pi
Struktur, Quellen und Pathobiochemie von Thiamin (Vit. B1)?
- Quellen
- Kommt in geringen Mengen in fast allen Nahrungsmitteln vor; heute oft angereichert (Mehl, Brot, Teigwaren).
- Pathobiochemie:
- Thiaminmangel führt zur Beriberi-Krankheit (neurologische Ausfälle). Sie tritt v.a. dort auf, wo polierter Reis (-> führt zu Verlust an Thiamin) als Hauptnahrungsmittel verwendet wird. Gelegentlich tritt ein Thiaminmangel auch bei Schwangerschaft auf.
Stoffwechsel, biochemische Funktionen und Bedarf von Thiamin (Vit. B1)?
- Stoffwechsel
- Die biologisch aktive Form von Thiamin ist das Thiaminpyrophosphat (Phosphorylierung durch ATP in Lebermitochondrien).
- Biochemische Funktionen
- Thiaminpyrophosphat wirkt als Coenzym bei der dehydrierenden Decarboxylierung von α-Ketosäuren (Pyruvat, s. später; α-Ketoglutarat) sowie bei der Transketolase (Glucose-Abbau via HMP-Shunt).
- Bedarf
- Stoffwechselabhängig; 0.1 - 0.12 mg/1000kJ
Der HMP-Shunt als Adapter zwischen verschiedenen Stoffwechselwegen?
Braucht die Zelle NADPH aber keine Pentosen, werden die C-Atome aus dem Glucose-Abbau der Glycolyse oder Gluconeogenese zur Verfügung gestellt (daher die Bezeichnung ‚Shunt').
Braucht die Zelle Nucleotide aber kein NADPH, werden diese aus Glycolyse-Zwischenprodukten hergestellt.
Stoffwechsel anderer Kohlenhydrate?
Glucose-ähnliche Zucker wie Fructose, Galactose oder Mannose werden nicht in separaten Stoffwechselwegen metabolisiert, sondern durchlaufen eine Reihe von vorgeschalteten Reaktionen, bevor sie an geeigneten Stellen in die Gylcolyse eingeschleust werden:
Stoffwechsel der Fructose?
Fructose wird in Form von Saccharose in beächtlicher Menge mit der Nahrung aufgenommen. Abbau der Fructose erfolgt via Umwandlung in Glycolyse-, resp. Gluconeogenese-Zwischenprodukte.
- Fructosurie: Defekt/Mangel an Fructokinase
- Fructoseintoleranz: Defekt/Mangel an Alsolase B
Stoffwechsel der Galactose?
Galactose wird hauptsächlich in Form von Lactose aufgenommen. Die Verwertung von Galactose erfolgt via Umwandlung in Glucose-Metaboliten, resp. via Aufbau zu Lactose.
Im Überblick: Die zentrale Stellung der Glucose im Stoffwechsel" ?
Fast alle mit der Nahrung aufgenommenen Kohlenhydrate müssen im Körper zuerst in Glucose umgewandelt werden, bevor sie zur Energiegewinnung gebraucht werden können! Alle im Organismus vorkommenden Kohlenhydrate können aus Glucose synthetisiert werden
- Glucose als Energielieferant:
- Abbau via Glycolyse (1)
- Abbau via Pentosephosphatweg (2)
- Glucose als Energiespeicher:
- Synthese via Gluconeogenese (3)
- Speicherung als Glycogen, Stärke (4)
- Glucose als Grundbaustein:
- Umwandlung in andere Monosaccharide und deren Derivate (5)
- Einbau in Heteroglycane (6)
Was passiert mit Monosacchariden in wässriger Lösung?
Monosaccharide mit einem Gerüst aus fünf oder mehr C- Atomen bilden in wässeriger Lösung in der Regel zyklische Strukturen (Halbacetal-Bildung --> Pyranosen)
Welches sind die wichtigsten Hexosen, wo kommen sie vor, von was sind sie Bestandteile?
- Glucose: in Früchten: Bestandteil von Stärke, Glycogen, saccharose, Lactose
- Galaktose: in Milch: Bestandteil von Lactose
- Fructose: in Früchten: Bestandteil von Saccharose
Welches sind die wichtigsten Pentosen, von was sind sie Bestandteile?
- Ribose: Bestandteile von Nucleinsäure, Coenzymen, Desoxyribose
- Ribulose: Stoffwechselzwischenprodukt im Glucoseabbau
Wie sehen die Strukturen von D-Mannose, D-Glucose und D-Galactose aus?
vergl. Bild
Wie ist Saccharose aufgebaut?
Saccharose besteht aus α-D-Glucose und β-D-Fructose. Sie sind über eine α,β-1,2-glycosidische Bindung verbunden
Wie ist Lactose aufgebaut?
Besteht aus D-Galactose und D-Glucose. Diese sind über eine β-1,4-glycosidische Bidung miteinander verbunden.
Wie ist Maltose aufgebaut?
Besteht aus 2 Glucose-Molekülen, welche über eine α-1-4-glycosidische Verbindung miteinander verknüpft sind.
Was sind Oligosaccharide?
Oligosaccharide bestehen aus kurzen Ketten von Monosacchariden (bis 9 Einheiten). Im Tierreich kommen sie praktisch nur in gebundener Form in Glycoproteinen und in Gangliosiden vor.
Was sind Polysaccharide?
Polysaccharide bestehen aus langen Ketten mit Hunderten oder Tausenden von Monosaccharideinheiten, die über glycosidische Bindungen miteinander verknüpft sind.
Welches sind die wichtigsten Homoglycane?
- Stärke: Kommt in Pflanzen vor und dient als Energiespeicher. Es besteht aus Glucosen, welche α1->4 (± α1->6) verknüpft sind
- Glycogen: Kommt in Tieren vor und dient der Energiespeicherung. Es besteht aus Glucosen und ist α1->4 (α1->6) verknüpft
- Cellulose: Kommt in Pflanzen als Stützsubstanz vor und ist ebenfalls aus Glucosen aufgebaut, welche β1->4 verknüpft sind.
Welche sind die wichtigsten Heteroglycane?
- Glycoproteine: weit verbreitet, kann aus 2-20 Monosacchariden (MS) bestehen
- Proteoglycane: in der extrazellulären Matrix, besteht aus Dissachariden
- Glycolipide: Bestandteil der Membran, verschiedene MS
- Lipopolysaccharide: äussere Bakterien-Membran, verschiedene MS
Wie wird Zucker in Energie umgewandelt?
Durch Oxidation von Zucker zu CO2 und H2O wird die im Zucker gespeicherte chemische Bindungsenergie in eine Energieform umgewandelt, die von der Zelle genutzt werden kann.
In der Zelle katalysieren Enzyme die Zucker-Oxidation durch eine Folge kleiner, streng kontrollierter Einzelreaktionen. Die dabei gewonnene Energie wird in Portionen auf Trägermoleküle (ATP, NADH) übertragen.
Wie werden Kohlenhydrate verdaut?
Glycogen und Stärke werden aufgenommen. Im Speichel befindet sich die α-Amylase Ptyalin, die die KH vorverdaut. Im Darm Teilt die Pankreasamylase Polysaccharide in Oligosaccharide. Diese Oligosaccharidbruchstücke/Disaccharide (Lactose & Saccharose) werden in Monosaccharide gespalten durch Disaccharidasen (Maltasen, Lactasen, Saccharasen) an den Mucosazellen.
Wie werden KH im Darm Resorbiert?
Glucose wird sekundär aktiv über einen Glucose/Na+-Symporter (SGLT 1) in die Mucosazellen aufgenommen. Durch die basolaterale Zellmembran werden die Monosaccharide entlang dem Konzentrationgefälle über GLUT-1 an das Blut abgegeben. Eine Na+K+-ATPase sorgt dafür, dass die Na+-Konzentration in der Zelle tief bleibt.
Wie hoch ist die Blutglucose-Konzentration? Was sind Enogene Quellen für Glucose, was ind Exogene Quellen?
- Blutkonzentration: Konstante Konzentration 3.5-5.5 mmol/l
- Exogene Quellen: Stärke; dazu Saccharose, Lactose
- Endogene Quellen: Glycogenabbau (Leber), Glucosesynthese (Leber)
Was im Körper ist obligat auf Glucose angewiesen, wie hoch ist der Verbrauch?
- Nervengewebe: 140-150 g/Tag
- Nierenmark: ca. 40g /Tag
- Erythrozyten: ca. 40g/Tag
In welche 2 Abschnitte lässt sich die Glycolyse unterteilen?
- Abbau des C6-Körpers Glucose zu den 2 C3-Körpern des Glycerinaldehyd-3-phosphats
- Abbau des Glycerinaldehyd-3-phosphats zu Pyruvat unter ATP-Gewinn.
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 1. Schritt?
1. Phosphorylierung zu Glucose-6-Phosphat. Diese Reaktion wird durch die Hexokinase katalysiert. ATP wird als Phosphat-Donator benötigt (Phosphorylierung am C6-Atom). Hexokinase hat einen sehr tiefen Km-Wert für Glucose und wird durch das Produkt Glucose-6-Phosphat inhibiert.
Ausser in die Glykolyse kann Glucose-6-Phosphat in die Glykogensynthese oder den Pentosephosphatweg eingeschleust werden
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 2. Schritt?
2. Isomerisierung zu Fructose-6-phosphat. Die Reaktion wird durch die Glucose-6-phosphat-Isomerase katalysiert
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 3. Schritt?
3. Phosphorylierung zu Fructose-1,6-bisphosphat. Als Phosphat-Donator wird wiederum ATP benötigt. Phosphoryliert wird das C1-Atom des Fructose-6phosphats und durch die Phosphofructokinase-1 (PFK-1) katalysiert. Dieser Schritt ist praktisch irreversibel und wird vielfach allosterisch reguliert, sodass hier die Geschwindigkeit des Glucoseabbaus in der Glycolyse bestimmt wird.
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Was passiert mit Monosacchariden in wässriger Lösung?
Monosaccharide mit einem Gerüst aus fünf oder mehr C- Atomen bilden in wässeriger Lösung in der Regel zyklische Strukturen (Halbacetal-Bildung --> Pyranosen)
Welches sind die wichtigsten Hexosen, wo kommen sie vor, von was sind sie Bestandteile?
- Glucose: in Früchten: Bestandteil von Stärke, Glycogen, saccharose, Lactose
- Galaktose: in Milch: Bestandteil von Lactose
- Fructose: in Früchten: Bestandteil von Saccharose
Welches sind die wichtigsten Pentosen, von was sind sie Bestandteile?
- Ribose: Bestandteile von Nucleinsäure, Coenzymen, Desoxyribose
- Ribulose: Stoffwechselzwischenprodukt im Glucoseabbau
Wie sehen die Strukturen von D-Mannose, D-Glucose und D-Galactose aus?
vergl. Bild
Wie ist Saccharose aufgebaut?
Saccharose besteht aus α-D-Glucose und β-D-Fructose. Sie sind über eine α,β-1,2-glycosidische Bindung verbunden
Wie ist Lactose aufgebaut?
Besteht aus D-Galactose und D-Glucose. Diese sind über eine β-1,4-glycosidische Bidung miteinander verbunden.
Wie ist Maltose aufgebaut?
Besteht aus 2 Glucose-Molekülen, welche über eine α-1-4-glycosidische Verbindung miteinander verknüpft sind.
Was sind Oligosaccharide?
Oligosaccharide bestehen aus kurzen Ketten von Monosacchariden (bis 9 Einheiten). Im Tierreich kommen sie praktisch nur in gebundener Form in Glycoproteinen und in Gangliosiden vor.
Was sind Polysaccharide?
Polysaccharide bestehen aus langen Ketten mit Hunderten oder Tausenden von Monosaccharideinheiten, die über glycosidische Bindungen miteinander verknüpft sind.
Welches sind die wichtigsten Homoglycane?
- Stärke: Kommt in Pflanzen vor und dient als Energiespeicher. Es besteht aus Glucosen, welche α1->4 (± α1->6) verknüpft sind
- Glycogen: Kommt in Tieren vor und dient der Energiespeicherung. Es besteht aus Glucosen und ist α1->4 (α1->6) verknüpft
- Cellulose: Kommt in Pflanzen als Stützsubstanz vor und ist ebenfalls aus Glucosen aufgebaut, welche β1->4 verknüpft sind.
Welche sind die wichtigsten Heteroglycane?
- Glycoproteine: weit verbreitet, kann aus 2-20 Monosacchariden (MS) bestehen
- Proteoglycane: in der extrazellulären Matrix, besteht aus Dissachariden
- Glycolipide: Bestandteil der Membran, verschiedene MS
- Lipopolysaccharide: äussere Bakterien-Membran, verschiedene MS
Wie wird Zucker in Energie umgewandelt?
Durch Oxidation von Zucker zu CO2 und H2O wird die im Zucker gespeicherte chemische Bindungsenergie in eine Energieform umgewandelt, die von der Zelle genutzt werden kann.
In der Zelle katalysieren Enzyme die Zucker-Oxidation durch eine Folge kleiner, streng kontrollierter Einzelreaktionen. Die dabei gewonnene Energie wird in Portionen auf Trägermoleküle (ATP, NADH) übertragen.
Wie werden Kohlenhydrate verdaut?
Glycogen und Stärke werden aufgenommen. Im Speichel befindet sich die α-Amylase Ptyalin, die die KH vorverdaut. Im Darm Teilt die Pankreasamylase Polysaccharide in Oligosaccharide. Diese Oligosaccharidbruchstücke/Disaccharide (Lactose & Saccharose) werden in Monosaccharide gespalten durch Disaccharidasen (Maltasen, Lactasen, Saccharasen) an den Mucosazellen.
Wie werden KH im Darm Resorbiert?
Glucose wird sekundär aktiv über einen Glucose/Na+-Symporter (SGLT 1) in die Mucosazellen aufgenommen. Durch die basolaterale Zellmembran werden die Monosaccharide entlang dem Konzentrationgefälle über GLUT-1 an das Blut abgegeben. Eine Na+K+-ATPase sorgt dafür, dass die Na+-Konzentration in der Zelle tief bleibt.
Wie hoch ist die Blutglucose-Konzentration? Was sind Enogene Quellen für Glucose, was ind Exogene Quellen?
- Blutkonzentration: Konstante Konzentration 3.5-5.5 mmol/l
- Exogene Quellen: Stärke; dazu Saccharose, Lactose
- Endogene Quellen: Glycogenabbau (Leber), Glucosesynthese (Leber)
Was im Körper ist obligat auf Glucose angewiesen, wie hoch ist der Verbrauch?
- Nervengewebe: 140-150 g/Tag
- Nierenmark: ca. 40g /Tag
- Erythrozyten: ca. 40g/Tag
In welche 2 Abschnitte lässt sich die Glycolyse unterteilen?
- Abbau des C6-Körpers Glucose zu den 2 C3-Körpern des Glycerinaldehyd-3-phosphats
- Abbau des Glycerinaldehyd-3-phosphats zu Pyruvat unter ATP-Gewinn.
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 1. Schritt?
1. Phosphorylierung zu Glucose-6-Phosphat. Diese Reaktion wird durch die Hexokinase katalysiert. ATP wird als Phosphat-Donator benötigt (Phosphorylierung am C6-Atom). Hexokinase hat einen sehr tiefen Km-Wert für Glucose und wird durch das Produkt Glucose-6-Phosphat inhibiert.
Ausser in die Glykolyse kann Glucose-6-Phosphat in die Glykogensynthese oder den Pentosephosphatweg eingeschleust werden
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 2. Schritt?
2. Isomerisierung zu Fructose-6-phosphat. Die Reaktion wird durch die Glucose-6-phosphat-Isomerase katalysiert
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 3. Schritt?
3. Phosphorylierung zu Fructose-1,6-bisphosphat. Als Phosphat-Donator wird wiederum ATP benötigt. Phosphoryliert wird das C1-Atom des Fructose-6phosphats und durch die Phosphofructokinase-1 (PFK-1) katalysiert. Dieser Schritt ist praktisch irreversibel und wird vielfach allosterisch reguliert, sodass hier die Geschwindigkeit des Glucoseabbaus in der Glycolyse bestimmt wird.
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 4. Schritt?
4. Aldolspaltung in Triosen. Die Hexose Fructose-1,6-bisphosphat wird durch die Aldolase A in die Triosen Dihydroxyacetonphosphat und Glycerinaldehyd-3-phosphat.
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 5. Schritt?
5. Herstellung eines Gleichgewichtes. Die Triosephosphat-Isomerase stellt ein Gleichgewicht zwischen Dihydroxyacetonphosphat und Glycerinaldehyd-3-phosphat her.
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 6. Schritt?
2. Abschnitt
6. Oxidation zu 1,3-Bisphosphosphoglycerat. Dieser Schritt wird von der Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase katalysiert. Im ersten Schritt wird die Aldehydgruppe des Glycerinaldehyd-3-phosphats an eine SH-Gruppe im Emzym gebunden und mit NAD+ oxidiert, wobei NADH+H+ entsteht. Die entstandene energiereiche Thioester-Bindung wird nun durch Phosphorolyse gelöst. Es entsteht 1,3-Bisphosphatglycerat, in dem am C1-Atom ein gemischtes Phosphorsäure-Carbonsäure-Anhydrid vorliegt. Ebenso wie die Thioester sind Phosphosäure-Carbonsäure-Anhydride energiereiche Bindungen.
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 7. Schritt?
7. Substratkettenphosphorylierung zu 3-Phosphoglycerat. Die in der Bindung der Phosphorsäure gespeicherte Energie wird durch die Phosphoglycerat-Kinase zur Bildung von ATP aus ADP genutzt. In dieser Substratkettenphosphorylierung entsteht das 3-Phosphoglycerat.
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 8. Schritt?
8. Isomerisierung zu 2-Phosphoglycerat. Die Phosphoglycerat-Mutase katalysiert die Isomerisierung von 3-Phosphoglycerat zu 2-Phosphoglycerat.
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 9. Schritt?
9. Abspaltung von Wasser. Durch Abspaltung von Wasser durch die Enolase entsteht Phosphoenolpyruvat, dessen Phosphatgruppe am C2-Atom ein hohes Phosphat-Gruppenübertragungspotential besitzt.
Die Glycolyse (die im Zytosol lokalisiert ist) lässt sich in 10 Teilschritte unterteilen. 10. Schritt?
10. Phosphatgruppenübertragung auf ADP. Im letzten Schritt der Glycolyse wird durch die Pyruvatkinase die Phosphatgruppe des Phosphoenolpyruvats auf ADP übertragen. Es entsteht Pyruvat und ATP
Die Glycolyse lässt sich in 2 Phasen unterteilen, was geschieht in der 1. Phase?
ATP "energetisiert" ein Glucose Molekül (C6). Dieses wird dann in zwei C3 Moleküle zerlegt.
Die Glycolyse lässt sich in 2 Phasen unterteilen, was geschieht in der 2. Phase?
Rückzahlung und Gewinn von Energie. ATP, NADH und Pyruvat werden gebildet
Wieso kann Glucoe-6-Phosphat die Zelle nicht mehr verlassen?
Die Phosphatgruppe bildet ein geladener Rest
Was inhibiert die Phosphofructokinase, was aktiviert sie? Was benötigt sie zwingend und was für eine Bedeutung hat sie?
- Inhibierend: ATP, Citrat, pH<7
- Aktivierend: AMP, ADP, F2,6-BP
- Zwingend benötigt wird ATP. wird zu ADP umgewandelt
- Schlüsselenzym der Regulation. Katalysiert die irreversible Reaktion
Es handelt sich jeweils um eine allosterische Inhibition resp. Aktivierung
Wie viel Energie kann insgesamt aus einem Glucosemolekül gewonnen werden?
- 2 ATP aus der Glycolyse
- 2 GTP au dem Citratzyklus
- ca. 34 ATP aus der oxidativen Phosphorylierung
- Summa summarum ca. 38 Energieeinheiten
Wie wird Pxruvat in Abwesenheit von O2 verwertet, wieso braucht es O2?
Die Zelle benötigt O2 zur Regeneration von NAD+, welches in der Glycolyse benötigt wird. Unter anaerober Bedingung wird fermentiert. Davon gibt es 2 Arten:
- Lactatfermentation: Pyruvat wird zu Lactat umgewandelt.
- Alkoholfermentation: Pyruvat wird zu Ethanol + CO2 umgewandelt
Wie läuft die Lactatfermentation ab?
NADH wird zu NAD+ oxidiert, während Pyruvat zu Lactad reduziert wird.
Dieser Prozess läuft im Muskelnzellen bei O2 Mangel ab, aber auch in Zellen die kein.e (Erythrozyten) oder nur sehr wenig (Zellen des Nierenmarks) Mitochondrien besitzen. Das NADH stammt aus der Reaktion der Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase in der Glycolyse.
Letztendlich dient die Lactat-Dehydrogenase-Reaktion also der Regeneration von NAD+
Wie läuft die Ethanolfermentation?
NADH wird zu NAD+ oxidiert, während Pyruvat zu Ethanol reduziert wird
Sie läuft in Hefe und gewissen Bakterien ab.
Was ist der Unterschied zwischen obligatorischen und fakultativen Anaerobier?
- obligatorischen Anaerobier: Organismus der anaerobe Bedingungen benötigt weil er durch O2 vergiftet wird.
- fakultativen Anaerobier: können ATP entweder durch Fermentation oder durch Oxidative Phosphorylierung herstellen.
Wenn O2 nicht vorhanden ist! Fermentation
Wenn O2 vorhanden ist! Oxidative Phosphorylierung.
Wie wird die Glycolyse in Muskel- und Fettgewebe reguliert (Hexokinase)?
Bei hohem Glucose angebot wird über den insulinabhängigen Einbau von zusätzlichen Glucosetransportern (Glut-4) vermehrt Glucose in die Zelle eingeschleust. Die Hexokinase phosphoryliert diese sofort und in die Glycogen- oder Triglyceridsynthese zur Auffüllung der Energispeicher eingespeist.
Die Hexokinase wird durch ihr Produkt G-6-P allosterisch gehemmt.
Wie wird die Glycolyse in der Leber reguliert (Hexokinase)?
In der Leber ist die Phosphorylierung der Gucose durch die Glucokinase mit ihrem im Bereich der Blutglucose-Konzentration liegenden Km an die Glucoseaufnahme durch einen Transporter mit hohem Km gekoppelt (GLUT-2). Die Glucokinase in der Leber wird nicht durch G-6-P gehemmt. Ihre geringe Affinität zu Glucose garantiert aber, dass bei niedrigem Glucoseangebot zunächst Organe wie das ZNS oder die Skelettmuskulatur mit Glucose versorgt werden. Die Glucokinase der Leber wird durch Insulin auf transkriptioneller Ebene induziert.
Wie wird die Glycolyse in den Eryozyten reguliert (Hexokinase)?
Sowohl der sehr niedrige Km des GLUT-1 als auch der der Hexokinase garantiert die Glucoseversorgung der Eryozyten auch in Zeiten sehr niedriger Glucosekonzentrationen wie beim Fasten
Wo findet man Glycogen, wo befindet sich die Hauptmenge?
Glycogen lässt sich in fast allen Zellen des Organimus nachweisen und stellt die Speicherform von Glucose dar. Die Hauptmenge befindet sich in der Leber und Muskulatur.
