Stoffwechsel: fertig? Flashcards
Metabolismus
stoffwechsel
Katabolismus
Energiestoffwechsel -> erzeugt E
Brennstoffe: CO2 + H20 + nutzbare energie
Anabolismus
Baustoffwechsel -> c immt E zum Aufbau von Stioffen
Nutzbare Energie + einfache Vorstufen -> komplexe Moleküle
Amphiphatische stoffwechselwege
Abhängig von energiebedingungen
Anabolisch oder katabolisch
zB: citrat cyklus
Woraus bestehen stoffwechselwege?
wie ist in bezug auf deltG los?
1) spezifische einzelreaktionen
2) in der summe thermodynamisch begünstigt (deltaG < 0)
Eine thermodynamisch ungünstige Reaktion kann durch Kopplung an eine weitere Reaktion spontan ablaufen
Warum? Um das GG zu erhalten muss immer nachproduziert werden.
Was sind stoffwechselwege? bsp
Reaktionskaskaden
Glykolyse/Glukoneogenese
CZ
oP
Lipid-Stw
EnergieGehalt deltaG einer reaktion
Berechnung
Ursache
DeltaG_0’ + R × T × ln([C]×[D]/[A]×[B])
A+B->C+D
DeltaG hängt von [c] der reaktanten ab
DeltaG_0’: E-gehalt der Moleküle
ATP
Energie Gehalt
Funktion
Name
Aufbau
Universelle Währung der freien enthalphie (KEIN ENERGIESPEICHER!!)
Zentraler Koppelung
Adenosintriphosphat
Unter physiologischen Bedingungen: DeltaG = -50kJ/mol
- exergonische Hydrolyse
Anhydrid aus 2 säuren
Nucleosidmono/diphosphat kinase
Einige biosynthesen (BS) brauchen guanosintriphosphat (GTP), uridintriphosphat(UTP) oder cytosintriphosphat (CTP)
NMP -> NPD: nukleosidmonophosphatkinase
NPD -> NTP: nukleosiddiphosphatkinase
Wodurch wird der metabolismus angetrieben?
Durch die ATP hydrolyse über gekoppelte Reaktionen
Die Kopplung an n ATP Moleküle verschiebt das GGW einer Reaktion im vgl zur ungekoppelten Reaktion um 10^8n
Was macht eine energiereiche Verbindung aus?
bei ATP PPGÜP höher als bei Glycerin-3-Phosphat
Resonanzstabilisierung: viele
Resonanzstrukturen > sehr stabil > energiearm und anders herum
Elektrostatische abstoßung: Masse an negative Ladungen > Phosphat geht ab > entspannend
Hydratation: starke WW > stabilisiert
Phosphorylgruppenübertragungspotential und zelluläre E Umwandlung
Phosphorylgruppenübertragungspotential gibt Auskunft über die Energie einer verbindung = übertragungspotential für Phosphat
PEP > Kreatinphosphat > 1,3BP
kreatinkinase
katalysiert die GGW reaktion von
KreatinPhosphat + ADP + H+ ATP + Kreatin
je nach endergiebedarf umwandlung
im Muskel während des anaeroben Metabolismus aktiv
Oxidation von kohlenstoffverbindungen als Energiequelle:
was kann als brennstoffe dienen?
für was wird ATP verbraucht? durch was synthetisiert?
ATP > ADP:
- Bewegung - aktiver transport
- BS
- signalverstärkung
ADP > ATP:
- oxidation von brennstoffmolekülen
- PS
Wichtige Brennstoffe: Glucose, FS
Wie kann dje Energie der oxidation zur Bildung von ATP führen?
Durch die kopplung von Oxidation von C-Verbindungen an die Bildung von ATP
Kopplung von oxidation von kohlenstoffverbindungen an die Bildung von ATP
Beispiel
Glycerinaldehyd-3-phosphat
1) oxidation und phosphorylierung
Sind gekoppelt
2) Nutzung des phosphorylgruppenübertragungspotentials
1) Erzeugung eines gradienten: brennstoffoxidation pumpt Protonen hinaus
2) Nutzung des gradienten: protoneneinstrom bildet ATP
……sind eine wichtige Form zellulärer Energie > Kopplung an ATP synthese
Ionengradienten
Aus welchen drei Prozessen besteht die Energiegewinnung?
- Größere Moleküle werden abgebaut
- Zentrale metabolitewerden gebildet
- ATP Bildung aus AcetylCoA
Drei wiederkehrende Muster in stoffwechselwegen
Aktive Carrier (NAD(P)H, FAD, Coenzym A)
Ähnliche bzw gleiche schlüsselreaktionen sich im Stoffwechsel
Drei Arten Der Regulation von stoffwechselprozessen
Aktivierte carrier für brennstoffoxidation und reduktive BS
NAD+/NADP+
FAD/FMN
Coenzym A (CoA)
ATP
Alle enthalten ADP -> RNA WELT
NAD +/NADP+
nicotinamidadenindinucleotid (ADP + ribose + nicotinamid)
= Cosubstrat (bindet, geht wieder)
Überträgt 2e-
Katabolismus: Brennstoff oxidation: NAD+ >NADH und Nutzung zur ATP synthase
Anabolismus: Reduktive BS: NADPH > NADP+
Enthält Vitamin B3: niacin
FAD/FMN
Flavinadenindinucleotid
Überträgt e-
Enthält VitaminB2: riboflavin
CoA
Coenzym A
Überträgt C2-Einheiten
Großes Tool mit SH gruppe
Enthält vitamin B5: pantothenat
Vitamine
B5: pantothenat - CoA
B2: riboflavin - FAD
B3: niacin - NADH
B6: pyridoxin
Aufnahme mit Nahrung
Bestandteile der aktivierten carrier
Oxidoreduktase Funktion und Beispiel
EC1
OxidationsReduktion
EB -> DB(DOPPELBINDUNG)
Malat-dehydrogenase
Tranferase
Funktion und Beispiel
EC2
Gruppen transfer
= oft kinasen
Hexokinase/Glucokinase
Hydrolase
Funktion und Beispiel
EC3
Hydrolyse: Übertragung einer funktionellen Gruppe auf H2O
Proteasen/ Peptidasen: Chymotropsin
Lyase
Funktion und Beispiel
Zufuhr oder Abspaltung von funktionellen Gruppen oder anhängen
Unter Bildung einer DB
Aldolase/
Enolase (Addition/eleminierung von H2O)
ZB Fumarase
Isomerase
Isomerisation (intramolekularer Gruppentransfer)
Aconitase
Triose-Phosphat isomerase
Ligase
NTP abhängige Ligation von zwei substraten
Pyruvat-
Carboxylase Aminoacetyl-tRNA synthase
Regulation des stoffwechsels
Kontrolle der Enzym Menge
Kontrolle der enzymaktivität
Verfügbarkeit von substraten
Energieladung Der zelle (Max =1 -> nur ATP // min = 0 -> nur ADP)
In natur: 0,85-0,95
