Atmungskette

Question 1

Wo läuft die Atmungskette ab?

Answer 1

in den Mitochondrien

genauer: Die Enzymkomplexe sitzen in der inneren Mitochondrienmembran

Question 2

Warum werden die Elektronen der Reduktionsäquivalente nicht direkt auf Sauerstoff übertragen, sondern “über Umwege”?

Wie wird die Energie ausgenutzt?

Answer 2

Die Reaktion von Sauerstoff zu Wasser ist die sogenannte Knallgasreaktion.

Der Name lässt schon vermuten, dass hier viel Energie freigesetzt wird, die das Zellorganell bei direkter Übertragung zerreißen würde.

Die frei werdende Energie der Teilschritte wird genutzt, um Protonen durch die mitochondriale Membran in den Intermembranraum zu pumpen.

Diese strömen zurück und treiben die ATP-Synthase an.

Question 3

Wie groß ist die Potenzialdifferenz zwischen den Redoxsystemen NADH/H⁺ und O₂ / H₂O?

Answer 3

1,14 V

treibende Kraft der Atmungskette ist diese große Potenzialdifferenz.

Question 4

Ubichinon

(Coenzym Q oder Q10 nur Q)

Answer 4

reduzierte Form: Ubichinol

lipophil, bewegt sich frei innerhalb der inneren Mitochondrienmembran von Komplex I und II zu Komplex III

Question 5

Cytochrom c

Answer 5

Protein mit einer Häm-Gruppe als prosthetische Gruppe.

Das Eisenion kann oxidiert und reduziert werden:

Fe³⁺ + e^- ⇔ Fe²⁺

Wie Coenzym Q ist auch das Cytochrom c frei innerhalb der Membran beweglich.

Question 6

Ubichinon- Ubichinol

(Redoxprozess)

Answer 6

Auch Coenzym Q

Coenzym Q10

Question 7

Komplex IV

Answer 7

Cytochrom-c-Oxidase

katalysiert die Reaktion von elementarem Sauerstoff zu Wasser

Protonenpumpe

Question 8

Wozu dient der Protonengradient bei der oxidativen Phosphorylierung?

Answer 8

Kopplung zwischen Atmungskette und oxidativer Phosphorylierung

Durch den somit erzeugte pH-Gradienten (H⁺ → sauer!) ergibt sich eine elektrochemische Potenzialdifferenz (sog. Protonenmotorische Kraft)

Potentialdifferenz treibt die ATP-Synthase an

Question 9

Chemiosmotische Hypothese

Answer 9

These der Kopplung von Elektronentransport der Atmungskette und Protonengradient mit der ATP-Synthese

Diese These (von Peter Mitchell) ist mittlerweile bestätigt.

Question 10

Wie viele Protonen werden pro Elektronenpaar von den Komplexen jeweils in den Intermembranraum gepumpt?

Answer 10

I - 4 Protonen

II - 0

III - 2 Protonen

IV - 2 Protonen