VL11 Stoffwechsel

Question 1

ATP

Answer 1

Adenosintriphosphat

hat zwei energiereiche Säureanhydride

Question 2

Energiereiche Bindungen

Answer 2

PEP -61,9 
1,3-Bisphosphoglycerat -51,9 
Acetylphosphat -43,1 
ATP -30,5 
ADP -30,5

Question 3

Energiearme Bindungen

Answer 3

AMP -14,2

Glucose-6-phosphat -14,2

Question 4

Substratstufenphosphorylierung (SSP)

Answer 4

ATP-Bildung durch cytoplasmatische Kinase-Reaktion

es werden energiereiche Phosphatverbindungen genutzt, um mit einer Kinase aus ADP ATP zu generieren.

Es gibt nur wenige Verbindungen, die exergon genug sind um diese Art von Reaktion durchzuführen.

Question 5

Elektronentransportphosphorylierung (ETP)

Answer 5

ATP-Bildung durch membrangebundene ATP-Synthase

dafür wird meist ein Protonen Gradient genutzt. Dieser wird meist durch eine exogene Redoxreaktion aufgebaut.

Sowohl bei Aerob als auch Anaerob
alternativ zu Kohlenstoffen, können auch Nitrate, Fumerate und Schwefel als Elektronenakzeptor fungieren.

Question 6

starke Reduktionsmittel

Answer 6

gute Elektronendonatoren zB: H+/H2

Question 7

starke Oxidationsmittel

Answer 7

gute Elektronenakzeptoren zB: O2/H20

Question 8

Knallgasreaktion

Answer 8

2H2 +O2---> 2H2O
∆E0 ́ = 1,24 V
∆G0 ́ = -239 kJ/mol H2 
n= 2
F = 96,5 kC/mol

Question 9

Einteilung des Stoffwechsels

Answer 9

1. Energiestoffwechsel
   - Phototroph (Licht)
   - Chemotroph (chemische Verbindung)
2. Elektronendonor für Energiestoffwechsel
   - Lithotroph (anorganisch)
   - Organotroph (organisch)
3. Kohlenstoff für Baustoffwechsel
   - Autotroph (CO2)
   - Heterotroph

Question 10

Chemoorganotrophie

Answer 10

• ATP-Bildung möglich durch SSP und ETP

• Speicherung von Reduktionsäquivalenten [H]
z.B. in Form von NADH

• Gärung: Verwendung eines internen organischen Elektronenakzeptors

z. B. Pyruvat—>ATP-Synthese
i. d.R. nur durch Substratstufenphosphorylierung (SSP)

Question 11

Chemoorganotrophie (Atmung)

Answer 11

org. Verbindungen oxidiert zu Oxidationsprodukten, dabei entsteht ATP(über SSP) und Elektronen.

Die Elektronen reduzieren NAD zu NADH+

Dieses liefert die Elektronen zu einem Externen Elektronenakzeptor, der reduziert wird und so ATP (über ETP) ensteht

Question 12

Chemoorganotrophie (Gährung)

Answer 12

Org. Verbindung wird zu einem Intermediat oxidiert, dabei wird ATP (über SSP) und Elektronen generiert.

Diese Elektronen reduzieren NAD zu NADH+

NADH+ gibt E wieder ab, (internen E.akzeptator), dabei wird das Intermediat zum Gährprodukt reduziert.

Question 13

NAD+ und NADH

Answer 13

Nicotinamidadenindinucleotide (NAD+ und NADH)

Question 14

Aerobe Chemoorganotrophie: Glucose-Oxidation zu CO2

Answer 14

C6H12O6 +6O2 +38ADP+38Pi—>
6CO2 +6H2O+38ATP
∆G0 ́ = -2830 kJ/mol Glucose

Einzelschritte:
„Glykolyse“ (Glucose-Oxidation zu 2 Pyruvat + 2 NADH)
Pyruvat-Oxidation (Pyruvat-Oxidation zu
Acetyl-CoA + CO2 + NADH)
Citrat-Zyklus (Acetyl-CoA-Oxidation zu 2 CO2 + Reduktionsäquivalenten)
Aerobe Atmungskette (Oxidation von Reduktionsäquivalenten, z.B. NADH mit O2)

Question 15

Bilanz Glykolyse

Answer 15

Glucose + 2 NAD+ —->
2 Pyruvat + 2 NADH + 2 H+
∆G0 ́ = - 146 kJ/mol Glucose

2 ADP + 2 Pi —>2 ATP + 2 H2O
∆G0 ́ = + 61 kJ/mol ADP

Question 16

Variationen des Glucose Abbaus

Answer 16

Embden-Meyerhof-Parnas-Weg (EMP)
- Glykolyse bei Eukareoten

Pentosephosphat-Weg (PPP) =
Hexosemonophosphat-Weg (HMP)

Entner-Doudoroff-Weg (ED) = KDPG

Question 17

Bilanz EMP

Answer 17

Aus einer Glucose werden

=2 Pyruvat + 2 ATP + 2 NADH+

Question 18

Bilanz KDPG

Answer 18

bei Pseudomonaden

2-Keto-3-Desoxy- 6-P-Gluconat wird zu Pyruvat und GAP
GAP wird dann auch wie gewohnt zu Pyruvat

= 2 Pyruvat + 1 ATP + 1 NADH + 1 NADPH

Question 19

Bilanz PPP

Answer 19

E.coli macht zu 70% EMP und zu 30 % PPP

= 1 CO2 + 1 (C5-P) + 2 NADPH. (kein ATP)