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KW43: Kohlenhydrate Ab- und Aufbauwege

KW43: Kohlenhydrate Ab- und Aufbauwege


Kartei Details

Karten 10
Sprache Deutsch
Kategorie Chemie
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 07.01.2016 / 16.01.2016
Lizenzierung Keine Angabe
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Pentosephosphatweg: Biochemische Veränderungen

  1. erste Oxidation: Aus der OH-Gruppe wird eine Ketogruppe (dafür steht das -lakton)
  2. Hydrolyse: bei der COOH-Gruppe schwirrt das H frei herum, da in wässriger Umgebung.
  3. zweite Oxidation: C3-OH-Gruppe oxidiert zum Keton
  4. Abspaltung von Co2 am C1-Atom (spontane Descarbonylierung)
  5. Durch die Pentose-5-Phosphat-Isomerase entsteht dann Ribose-5-Phosphat

Pentosephosphatweg: nicht-oxidativer Teil (reversiebel), was ist das Ziel?

Bereitstellen von "seltenen" Zuckerarten für den Stoffwechsel (Erythrose-4-P, Xylulose-5-P, Fructose-6-P, Sedoheptulose-7-P) (nice to know: -ulose steht für Ketongruppe im Zuckerring)

NADP+ (im Bild) bzw. NADPH/H+ ist nicotin(säure)amid-adenin-dinucleotidphosphat. Doch für was ist es?

  • Nicotinsäureamid= Amid von Niacin (vit. B3)
  • Adenin = Purinbase
  • Ribose = plus Ribose-2-Phosphat
  • Verknüpft mit 2 Phosphatreste

  • Ist ein Überträger von Elektronen und Wasserstoff
  • dient als Reduktionsmittel bei der Fettsäuresynthese
  • entsteht bei der Oxidation von Glc-6-P zu 6-P-Glucconolacton im PP-weg
  • ist ein Coenzym bei der Rückgewinnung von oxidiertem Glutathion (schützt vor freien Radikalen, beugt Blutkrebs vor) in den Erys

Was ist NAD+ bzw. NADH/H+

Nicotinsäureamid-adenin-dinucleotid gleich wie NADH+ nur hat es die untere Phospatgruppe nicht (wird aber immer noch mit 2 Phosphatreste verknüpft)

  • Ist auch überträger von Elektronen und Wasserstoff
  • entsteht beim Abbau von Substraten in der Glykolyse und im Citratzyklus
  • wird in der Atmungskette oxidiert, um ATP zu erzeugen

Glykolyse: Chemischer Vorgang?

  1. Glc + ATP->(Hexokinase)> Glc-6-P
  2. Glc-6-P wird mit glc-6-P-Isomerase zu Frc-6-P
  3. Frc-6-P mit Phosphofructokinase + ATP -> Frc-1,6-Bisphosphat + H2O
  4. Frc-1,6-Bisphosphat mit Aldolase -> Glyceron-3-Phosphat (Bild:Dihydroxyacetonphosphat ) und Glyceral-3-Phosphat (Bild:Glycerinaldehyd-3-Phosphat) also aufspaltung in 2 Triosen
  5. Glyceron- und Glyceral-3-Phosphat können sich mit Hilfe der Triosephosphat-Isomerase gegenseitig umwandeln.
  6. Glyceral-3-P oxidiert mit NAD+ und Glyceral-3-Phosphat-Dehydrogenase -> 1,3-Bisphosphoglycerat (NADH/H+ geht weg)

Bis jetzt wurde nur Energie verbraucht! Von nun an wird Energie gewonnnen!

  1. 1,3-Bisphosphoglycerat wird mit 3-Phosphogycerat-Kinase -> ATP und 3-Phosphoglycerat 
  2. 3-Phosphoglycerat kann mithilfe Phosphoglycerat-Mutase zu 2-Phosphoglycerat werden
  3. 2-Phosphoglycerat wird mit Enolase unter abspaltung von H2O zu Phosphoenolpyruvat
  4. Phosphoneolpyruvat wird mit Pyruvatkinase zu ATP und Pyruvat

Energiebilanz: Glukose + 2 ADP + 2 P + 2 NAD+ -> 2 Pyruvat + 2 ATP + 2 NADH/H+ + 2 H2O

Energiebilanz beim Aeroben und Anaeroben Abbau der Glukose

  • Beim Aeroben werden insgesamt 32 ATP gewonnen (über Glykolyse (7ATPs), PDH (5ATPs) und Citratzyklus (20ATPs))
  • Beim anaeroben Abbau können nur 2 ATP bei der Glykolyse produziert werden

Regulationsmöglichkeiten der Glykolyse. Welche gibt es?

  • Durch Substrate im Stoffwechsel (=Substrathemmung) z.B. Hemmung der Hexokinase durch Glc-6-P
  • Durch andere Enzyme
    • allostere Regulation (aktives Zentrum des Enzyms wird durch Inhibitor verändert)
    • chemische Modifikation
  • Durch Hormone (Insulin, Glucagon)
    • Insulin: erhöht Transkription von Glukokinsase, Phosphofruktokinase, Pyruvatkinase
    • Glukagon verlangsamt die Transkription von Glukokinase, Phosphofruktokinase, Pyruvatkinase

Was passiert mit dem Pyruvat?

Aerober Abbau im Mitochondrium

  • Pyruvat wird mit Pyruvat-Dehydrogenase (PDH), CoA-SH und NAD+ -> Acetyl-CoA und CO2
  • Das Acetyl-CoA gelangt dann in die Atmungskette. Dieser Schritt ist NICHT reversibel

Anaerober Abbau im Cytosol (reversibel)

  • Pyruvat wird mit Lactat-Dehydrogenase (LDH) und NADH/H+ -> Laktat und NAD+
  • Das Laktat wird in der Leber abgebaut.
  • Anaerober abgebaut wird in Zellen wo keine Mitochondrien vorhanden sind (z.B. Erys), oder wenn O2-Mangel herrscht
    • v.a. NAD+ für aerobe Glykolyse zu gewinnen