Big Bang HTL 4, Schulbuch

52 Biochemie und Biotechnologie (IV. Jahrgang, 7. Semester) 2. Oxidation von Pyruvat Was passiert: Pyruvat wird ins Mitochondrium transportiert und dabei oxidiert. Abb. 4.10: Pyruvatoxidation Ort: Mitochondrienmembran Details: Die Elektronen werden wieder auf NAD + übertra- gen. Bei der Oxidation wird CO 2 abgespalten. Der Rest des Moleküls (ein Acetat, also das Salz der Essigsäure) wird auf ein Coenzym (Coenzym A, kurz CoA) übertragen. Coenzyme sind Moleküle die selbst keine Proteine sind, also nicht aus Aminosäuren bestehen, aber für deren Funktion notwendig sind. Coenzym A aktiviert die Essigsäure für die nachfolgen- den Reaktionen. 3. Citratzyklus (auch: Zitronensäurezyklus) Was passiert : Acetyl-CoA oder eigentlich die aktivierte Essigsäure) wird weiter zu 2 CO 2 oxidiert, das Coenzym A wird wieder freigesetzt. Die bei dieser Oxidation übertra- genen Elektronen führen zu 2 NADH und 1 FADH (auch ein e – - Transporter) pro AcetylCoA. Auch ein Energiemolekül ent- steht. Das ganze läuft als Kreislaufprozess ab. Die Essig- säure wird in den Kreislauf eingespeist und es entsteht als erstes Produkt Citrat (Salz der Zitronensäure), das dem Kreislauf seinen Namen gibt. Wieder ist jede einzelne Re- aktion des Prozesses durch ein Enzym katalysiert und häufig sind die Reaktionen umkehrbar. Ort : Mitochondrienmatrix Details: Für alle die es ganz genau wissen wollen sind die Reaktionen im Detail in Abb. 4.12 dargestellt. Hier fällt auf, dass nicht ATP sondern GTP (Guanosintriphosphat) gebildet wird. Dieses ist dem ATP völlig analog, es enthält nur eine andere Base. Im Stoffwechsel wird es als Energiemolekül verwendet und kann auch in ATP umgewandelt werden. Summengleichung des Citratcyclus: 2 Acetyl-CoA + 6 NAD + 2 FAD + 2 GDP + Pi → 4 CO 2 + 2CoA+ 6 NADH + 2 FADH + 2 GTP In den Schritten 1.–3. der Zellatmung sind nun insgesamt 10 NADH und 2 FADH entstanden. Diese befüllten Elektro- nentransporter werden im Anschluss, im 4. Schritt, der Atmungskette, genutzt um ATP zu bilden. 4. Atmungskette (= Oxidative Phosphorilierung) Was passiert: Die Atmungskette ist analog zur Knallgasre- aktion, bei der Wasserstoff und Sauerstoff stark exo- therm miteinander reagieren und Wasser bilden. Hier wird mit Hilfe von NADH und sei- nen Elektronen Sauerstoff zu Wasser reduziert. Abb. 4.11 Abb. 4.12: Citratzyklus, Details, blau – Enzyme, rosa … Namen der Verbindungen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv