SfdgM
KW43: Kohlenhydrate Ab- und Aufbauwege
KW43: Kohlenhydrate Ab- und Aufbauwege
Pentosephosphatweg: Biochemische Veränderungen
- erste Oxidation: Aus der OH-Gruppe wird eine Ketogruppe (dafür steht das -lakton)
- Hydrolyse: bei der COOH-Gruppe schwirrt das H frei herum, da in wässriger Umgebung.
- zweite Oxidation: C3-OH-Gruppe oxidiert zum Keton
- Abspaltung von Co2 am C1-Atom (spontane Descarbonylierung)
- 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?
- Glc + ATP->(Hexokinase)> Glc-6-P
- Glc-6-P wird mit glc-6-P-Isomerase zu Frc-6-P
- Frc-6-P mit Phosphofructokinase + ATP -> Frc-1,6-Bisphosphat + H2O
- Frc-1,6-Bisphosphat mit Aldolase -> Glyceron-3-Phosphat (Bild:Dihydroxyacetonphosphat ) und Glyceral-3-Phosphat (Bild:Glycerinaldehyd-3-Phosphat) also aufspaltung in 2 Triosen
- Glyceron- und Glyceral-3-Phosphat können sich mit Hilfe der Triosephosphat-Isomerase gegenseitig umwandeln.
- 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!
- 1,3-Bisphosphoglycerat wird mit 3-Phosphogycerat-Kinase -> ATP und 3-Phosphoglycerat
- 3-Phosphoglycerat kann mithilfe Phosphoglycerat-Mutase zu 2-Phosphoglycerat werden
- 2-Phosphoglycerat wird mit Enolase unter abspaltung von H2O zu Phosphoenolpyruvat
- 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
Was passiert mit dem Laktat?
- Wird ins Blut abgegeben -> PH-Wert sinkt, im Extremfall Lactacidose
- Rückreaktion von Lactat zu Pyruvat in Leber od. Herz
Glukogenese: Wer macht das? Aus welchen Substraten? Warum? Wie?
Wer: v.a. die Leber, aber auch Nierenrinde, Darmepithel
Substrat: Laktat, Alanin (werden beide zuerst zu Pyruvat) und Glycerin
Warum: Weil Gehirn und Erys zwingend Glukose brauchen. Erys produzieren Laktat, kann so verwertet werden, wie so auch Glycerol (aus Fettsäurenabbau) verwertet wird.
Wie: Mit Hilfe von Biotin, dem Malat-Shuttle und ein paar Enzymen (selber schauen)
-
- 1 / 10
-
Flashcards
Pentosephosphatweg: Biochemische Veränderungen
- erste Oxidation: Aus der OH-Gruppe wird eine Ketogruppe (dafür steht das -lakton)
- Hydrolyse: bei der COOH-Gruppe schwirrt das H frei herum, da in wässriger Umgebung.
- zweite Oxidation: C3-OH-Gruppe oxidiert zum Keton
- Abspaltung von Co2 am C1-Atom (spontane Descarbonylierung)
- 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?
- Glc + ATP->(Hexokinase)> Glc-6-P
- Glc-6-P wird mit glc-6-P-Isomerase zu Frc-6-P
- Frc-6-P mit Phosphofructokinase + ATP -> Frc-1,6-Bisphosphat + H2O
- Frc-1,6-Bisphosphat mit Aldolase -> Glyceron-3-Phosphat (Bild:Dihydroxyacetonphosphat ) und Glyceral-3-Phosphat (Bild:Glycerinaldehyd-3-Phosphat) also aufspaltung in 2 Triosen
- Glyceron- und Glyceral-3-Phosphat können sich mit Hilfe der Triosephosphat-Isomerase gegenseitig umwandeln.
- 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!
- 1,3-Bisphosphoglycerat wird mit 3-Phosphogycerat-Kinase -> ATP und 3-Phosphoglycerat
- 3-Phosphoglycerat kann mithilfe Phosphoglycerat-Mutase zu 2-Phosphoglycerat werden
- 2-Phosphoglycerat wird mit Enolase unter abspaltung von H2O zu Phosphoenolpyruvat
- 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
Was passiert mit dem Laktat?
- Wird ins Blut abgegeben -> PH-Wert sinkt, im Extremfall Lactacidose
- Rückreaktion von Lactat zu Pyruvat in Leber od. Herz
Glukogenese: Wer macht das? Aus welchen Substraten? Warum? Wie?
Wer: v.a. die Leber, aber auch Nierenrinde, Darmepithel
Substrat: Laktat, Alanin (werden beide zuerst zu Pyruvat) und Glycerin
Warum: Weil Gehirn und Erys zwingend Glukose brauchen. Erys produzieren Laktat, kann so verwertet werden, wie so auch Glycerol (aus Fettsäurenabbau) verwertet wird.
Wie: Mit Hilfe von Biotin, dem Malat-Shuttle und ein paar Enzymen (selber schauen)
