Gedächtnis Basen Flashcards
Beschreiben die den oxidativen und den reduktiven Ast anhand einer Gärung. Wo wird Energie konserviert?
oxidativer Ast = ein reduziertes, energiereiches Substrat wird oxidiert, um Reduktionsäquivalente zu generieren, es entsteht ein oxidiertes Produkt
reduktiver Ast = die generierten Elektronen werden auf ein oxidiertes Substrat übertragen, das dadurch reduziert wird
Bei der Gärung ist der Elektronenakzeptor nicht extern! (Glukose -> Pyruvat , Pyruvat -> Laktat)
Energiekonservierung hier im oxidativen Ast über Substratstufenphosphorylierung (SLP)
Beschreiben Sie in einem Satz/in kurzen Stichpunkten das Prinzip der Elektronenbifurkation. Nennen Sie ein Beispielenzym + Reaktion. Welchen Cofaktor enthält das Enzym immer?
= Kopplung einer endergone Reaktion an eine exergone. Die endergone Reaktion wird dadurch angetrieben.
Bsp: Elektronenbifurkierende Hydrogense
- endergone Reduktion von Fd wird mit der exergonen Reduktion von NAD+ gekoppelt
- Cofaktor: Flavine (FAD, FMN)
Nennen Sie einen Punkt, warum Methan ein schwieriges Substrat für Mikroorganismen ist. Wie wird es unter aeroben bzw. unter anaeroben Bedingungen angegriffen (je Schlüsselenzym)?
Methanstruktur = idealer Tetraeder (chem. sehr stabil)
- hohe Bindungsdissoziationsenergie
aerob: Oxygenierung -> Methanmonooxygenase
anaerob: Bindung an CoM -> reverse Methyl-CoM-Reduktase (MCR)
Aldehyd-Ferredoxin-Reduktase (AOR): welche Reaktion, welcher Stoffwechselweg?
katalysiert Umwandlung von Acetat zu Acetaldehyd
2 Acetat + 2 Fdred +3H+ -> 1 Acetaldehyd + 2 Fdox +H2O
=> direkte, Fd-abhängige Reduktion organischer Säuren z.B. in Clostridien (C. acetobutylicum)
Warum ist Benzol schwer abzubauen?
aromatische Ringstruktur mit konjugierten Doppelbindungen ermöglicht die Delokalisierung der Elektronenenergie
=> Benzolring mesomeriestabilisiert
Hydrogen cycling in Sulfatreduzierern
- cytoplasmatische Hydrogenase produziert H2
- gebildetes H2 diffundiert über die Zellmembran in Periplasma
- periplasmatische Hydrogenase oxidiert H2 zu 2H+ und 2e-
- die e- werden in die Elektronentransportkette weitergeleitet (zur Sulfatreduktion)
- die H+ werden im Periplasma freigesetzt
skalarer Protonentransport bei Sulfatreduzierern
Kopplung des Elektronentransports mit der Erzeugung eines Protonengradienten in der Zelle -> Oxidation von H2 erzeugt die pmf
Synthesegas Produktion, 2 Organismen (Bsp), biotechnologische Relevanz
aus H2, CO und CO2
Herstellng in Ölraffinerien und Stahlwerken
unvollständige Oxidation von Kohlenwasserstoffen
Organismen: A. woodii, Methanococcales
(können Synthesegas in Acetyl-CoA umwandeln, durch metabolic engineering können Ethanol, Butanol, Isopren, Biodiesel, etc. hergestellt werden)
Relevanz: Substrat für Acetogene und Methanogene zur Produktion von Biochemikalien, -kraftstoffen und anderen biotechnologischen Produkten
Was ist PQQ und warum wird es an Stelle von NAD verwendet?
PQQ = Pyrrholchinolinchinon
Bei aerober Methanoxidation!
ist statt NAD+ der Elektronenakzeptor der Methanol-Dehydrogenase, da PQQ ein positiveres Redoxpotential als NAD+ hat und somit ein besserer Elektronenakzeptor ist
Protonenatmung bei P. furiosus und wie wird ATP erzeugt?
Fd-Oxidation wird mit der Reduktion von H+ gekoppelt, Protonen werden über die Membran gepumpt
=> Protonenpumpen mittels einer Hydrogenase ist Analog zum Protonenpumpen durch terminale Elektronenüberträger bei anderen Atmungen
=> P. furiosus erzeugt ATP durch SLP bei der Umwandlung von Phosphoenolpyruvat zu Pyruvat und von Acetyl-CoA zu Acetat
Glykolyse in Pyrococcus furiosus (vs. unsere Glykolyse)
normale Glykolyse: Oxidation von Glycerinaldehyd-3-Phosphat erzeugt 1,3-Bisphosphoglycerinsäure, dies wird dann in 3-Phosphoglycerat und ATP umgesetzt
P. furiosus: erzeugt 3-PG direkt aus G-3-P, dadurch keine ATP-Gewinnung über SLP in diesem Schirtt
-> kompensiert durch Produktion von Fd (statt NADH) => Protonenatmung
