Zusammenfassung “Vorbereitende Stufe” der Glykolyse

Glykolyse 6: Oxidation und Phosphorylierung von 1,3-Bisphophoglycerat

Glycerinaldehyd- 3-phosphat (GAP)

1,3-Bisphosphoglycerat (1,3-BPG)

Glycerinaldehyd- 3-phosphat-

Dehydrogenase

Glycerinaldehyd- 3-phosphat

Acylphosphat

Bildung von 1,3-Bisphophoglycerat

thermodynamisch günstig

thermodynamisch ungünstig → Kopplung der zwei Reaktionen

Glykolyse 7: Bildung von ATP aus 1,3-Bisphophoglycerat

-

Substratkettenphosphorylierung

Glykolyse 8: Bildung von 2-Phosphoglycerat

Phosphoglycerat- Mutase

Glykolyse 9: Dehydratisierung von 2-Phosphoglycerat

(PEP)

Glykolyse 10: Bildung von Pyruvat und Erzeugung eines zweiten ATP

Pyruvat- Kinase

Warum hat PEP ein so hohes Phosphorylgruppen-Übertragungspotential ?

Enolform

Glucose + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+

2 Pyruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+

+ 2 H2O

Regulation Glykolyse: Phosphofructokinase

Alkoholische Gärung

Pyruvat- Decarboxylase

Alkohol- Dehydrogenase

Glucose + 2 Pi + 2 ADP + 2 H+

2 Ethanol + 2 CO2 + 2 ATP +

+ 2 H2O

NAD+ wird bei der Gärung regneriert, somit das Redoxgleichgewicht in der Zelle aufrechterhalten

Auch bei der Milchsäuregärung wird NAD+ regeneriert

Lactat Dehydrogenase

Citratzyklus (Tricarbonsäurezyklus, Krebs-Zyklus)

&

Oxidative Phosphorylierung

Überblick „Zellatmung“

Citratzyklus Oxidative Phosphorylierung

Der Citratzyklus wird von Enzymen in der Matrix von Mitochondrien katalysiert

Überblick Citratzyklus

Bildung von Acetyl-CoA aus Pyruvat (oxidative Decarboxylierung)

Pyruvat + CoA + NAD+ Acetyl-CoA + CO2 + NADH

Pyruvat Dehydrogenase

Pyruvat Dehydrogenase Komplex

•  Multifunktioneller Enzymkomplex (MW ca. 7,8 Mio Da)

•  3 Enzyme: Pyruvat Dehydrogenase (E1) Dihydrolipoyl-Transacetylase (E2) Dihydrolipoyl-Dehydrogenase (E3)

•  5 Coenzyme: Thiaminpyrophosphat Coenzym A FAD NAD+

Coenzym A

β-Mercapto- ethylamin

Pantothenat

Reaktive Gruppe

3‘-Phophoadenosindiphosphat

Acteyl-Coenzym A

Thiaminpyrophosphat (Thiamin = Vitamin B1)

•  Pyruvat Dehydrogenase •  α-Ketoglutarat-

Dehydrogenase •  Transketolase

Citratzyklus 1: Bildung von Citrat

Oxalacetat Acetyl-CoA Citroyl-CoA Citrat

Citrat Synthase

Mechanismus der Citrat Synthase (Aldol-Kondensation)

Citratzyklus 2: Bildung von Isocitrat über cis-Aconitat

Aconitase

Aconitase enthält einen 4Fe-4S Cluster im aktiven Zentrum

Citratzyklus 3: Oxidation von Isocitrat zu α-Ketoglutarat und CO2

Oxalsuccinat

Isocitrat Dehydrogenase

Citratzyklus 4: Oxidation von α-Ketoglutarat zu Succinyl-CoA und CO2

α-Ketoglutarat-Dehydrogenase-Komplex

Citratzyklus 5: Umwandlung von Succinyl-CoA in Succinat

Succinyl-CoA-Synthetase

Citratzyklus 6: Oxidation von Succinat zu Fumarat

Succinat-Dehydrogenase

Oxidation

Citratzyklus 7: Hydratisierung von Fumarat zu Malat

Fumarase

Citratzyklus 8: Oxidation von Malat zu Oxalacetat

Oxalacetat

Malat-Dehydrogenase

Stöchiometrie des Citratzyklus

Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O

2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + 2 H+ + CoA

Kontrolle des Citratzyklus

Rolle des Citratzyklus in der Biosynthese

Oxidative Phosphorylierung (Atmung)

Oxidative Phosphorylierung

Komplex I

Komplex III

Komplex IV

Komplex II

Mitochondriale Elektronentransportkette (Atmungskette)

Mitochondriale Elektronentransportkette (Atmungskette)

Das Redoxpotential bestimmt den Elektronenfluß in der Atmungskette

Oxidationsstufen von Flavinen

Semichinon Zwischenprodukt

Flavinmononucleotid FMN (oxidiert)

Flavinmononucleotid FMNH2 (reduziert)

Eisen-Schwefel-Cluster

Cytochrome vom c-Typ