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Zusammenfassung “Vorbereitende Stufe” der Glykolyse
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Glykolyse 6: Oxidation und Phosphorylierung von 1,3-Bisphophoglycerat
Glycerinaldehyd- 3-phosphat (GAP)
1,3-Bisphosphoglycerat (1,3-BPG)
Glycerinaldehyd- 3-phosphat-
Dehydrogenase
Glycerinaldehyd- 3-phosphat
Acylphosphat
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Bildung von 1,3-Bisphophoglycerat
thermodynamisch günstig
thermodynamisch ungünstig → Kopplung der zwei Reaktionen
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Glykolyse 7: Bildung von ATP aus 1,3-Bisphophoglycerat
-
Substratkettenphosphorylierung
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Glykolyse 8: Bildung von 2-Phosphoglycerat
Phosphoglycerat- Mutase
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Glykolyse 9: Dehydratisierung von 2-Phosphoglycerat
(PEP)
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Glykolyse 10: Bildung von Pyruvat und Erzeugung eines zweiten ATP
Pyruvat- Kinase
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Warum hat PEP ein so hohes Phosphorylgruppen-Übertragungspotential ?
Enolform
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Glucose + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+
2 Pyruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+
+ 2 H2O
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Regulation Glykolyse: Phosphofructokinase
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Alkoholische Gärung
Pyruvat- Decarboxylase
Alkohol- Dehydrogenase
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Glucose + 2 Pi + 2 ADP + 2 H+
2 Ethanol + 2 CO2 + 2 ATP +
+ 2 H2O
NAD+ wird bei der Gärung regneriert, somit das Redoxgleichgewicht in der Zelle aufrechterhalten
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Auch bei der Milchsäuregärung wird NAD+ regeneriert
Lactat Dehydrogenase
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Citratzyklus (Tricarbonsäurezyklus, Krebs-Zyklus)
&
Oxidative Phosphorylierung
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Überblick „Zellatmung“
Citratzyklus Oxidative Phosphorylierung
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Der Citratzyklus wird von Enzymen in der Matrix von Mitochondrien katalysiert
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Überblick Citratzyklus
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Bildung von Acetyl-CoA aus Pyruvat (oxidative Decarboxylierung)
Pyruvat + CoA + NAD+ Acetyl-CoA + CO2 + NADH
Pyruvat Dehydrogenase
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Pyruvat Dehydrogenase Komplex
• Multifunktioneller Enzymkomplex (MW ca. 7,8 Mio Da)
• 3 Enzyme: Pyruvat Dehydrogenase (E1) Dihydrolipoyl-Transacetylase (E2) Dihydrolipoyl-Dehydrogenase (E3)
• 5 Coenzyme: Thiaminpyrophosphat Coenzym A FAD NAD+
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Coenzym A
β-Mercapto- ethylamin
Pantothenat
Reaktive Gruppe
3‘-Phophoadenosindiphosphat
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Acteyl-Coenzym A
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Thiaminpyrophosphat (Thiamin = Vitamin B1)
• Pyruvat Dehydrogenase • α-Ketoglutarat-
Dehydrogenase • Transketolase
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Citratzyklus 1: Bildung von Citrat
Oxalacetat Acetyl-CoA Citroyl-CoA Citrat
Citrat Synthase
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Mechanismus der Citrat Synthase (Aldol-Kondensation)
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Citratzyklus 2: Bildung von Isocitrat über cis-Aconitat
Aconitase
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Aconitase enthält einen 4Fe-4S Cluster im aktiven Zentrum
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Citratzyklus 3: Oxidation von Isocitrat zu α-Ketoglutarat und CO2
Oxalsuccinat
Isocitrat Dehydrogenase
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Citratzyklus 4: Oxidation von α-Ketoglutarat zu Succinyl-CoA und CO2
α-Ketoglutarat-Dehydrogenase-Komplex
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Citratzyklus 5: Umwandlung von Succinyl-CoA in Succinat
Succinyl-CoA-Synthetase
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Citratzyklus 6: Oxidation von Succinat zu Fumarat
Succinat-Dehydrogenase
Oxidation
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Citratzyklus 7: Hydratisierung von Fumarat zu Malat
Fumarase
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Citratzyklus 8: Oxidation von Malat zu Oxalacetat
Oxalacetat
Malat-Dehydrogenase
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Stöchiometrie des Citratzyklus
Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O
2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + 2 H+ + CoA
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Kontrolle des Citratzyklus
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Rolle des Citratzyklus in der Biosynthese
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Oxidative Phosphorylierung (Atmung)
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Oxidative Phosphorylierung
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Komplex I
Komplex III
Komplex IV
Komplex II
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Mitochondriale Elektronentransportkette (Atmungskette)
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Mitochondriale Elektronentransportkette (Atmungskette)
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Das Redoxpotential bestimmt den Elektronenfluß in der Atmungskette
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Oxidationsstufen von Flavinen
Semichinon Zwischenprodukt
Flavinmononucleotid FMN (oxidiert)
Flavinmononucleotid FMNH2 (reduziert)
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Eisen-Schwefel-Cluster
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Cytochrome vom c-Typ