Mitschrift zur VO Biochemie des Stoffwechsel Prof. Kainz

Ein Teil des beim Abbau der Aminosäuren gebildeten NH + 4 wird zur Biosynthese stickstoffhaltiger
Verbindungen verbraucht. Das überschüssige NH + 4 wird von den meisten Landwirbeltieren in Harnstoff
umgewandelt und in dieser Form ausgeschieden. Solch Organismen bezeichnet man als ureotelisch.
Zu Beginn des Harnstoffzyklus wird freies NH + 4 mit HCO - 3 zu Carbamoylphosphat verbunden
(Enzym: Carbamoylphosphat-Synthetase). Der Verbrauch von zwei Molekülen ATP macht diese
Synthese von Carbamoylphosphat praktisch irreversibel.
Die Carbamoylgruppe von Carbamoylphosphat, das aufgrund seiner Anhydridbindung ein hohes
Übertragungspotenzial besitzt, wird auf Ornithin übertragen, wobei Citrullin entsteht.
Ornithin und Citrullin sind Aminosäuren, finden aber nicht als Bausteine für Proteine Verwendung. Die
Bildung von NH + 4 durch die Glutamat-Dehydrogenase, seine Aufnahme in Carbamoylphosphat und die
nachfolgende Synthese von Citrullin finden in der Mitochondrienmatrix statt. Im Gegensatz dazu
erfolgen die nächsten drei Reaktionen des Harnstoffzyklus, die zur Bildung von Harnstoff führen, im
Cytosol.
Citrullin wird zum Cytoplasma transportiert, wo es mit Aspartat kondensiert, dem Donor der zweiten
Aminogruppe des Harnstoffes. Die Synthese von Argininosuccinat wird durch die Spaltung von ATP in
AMP und Pyrophosphat und die darauffolgende Hydrolyse des Pyrophosphats angetrieben.
Die Argininosuccinase spaltet das Argininosucinat in Arginin und Fumarat. Das Kohlenstoffskelett des
Aspartats bleibt also in Form von Fumarat erhalten.
Schließlich wird Argingin hydrolysiert, wobei Harnstoff und Ornithin entstehen. Das Ornithin wird dann
zurück ins Mitochondrium transportiert und beginnt dort einen neuen Zyklus. Der Harnstoff wird
ausgeschieden.
Die Synthese von Fumarat im Harnstoffzyklus ist bedeutsam, da sie den Harnstoffzyklus mit dem
Citratzyklus verbindet. Das Fumarat wird zu Malat hydratisiert und dieses dann zu Oxalacetat oxidiert.
Oxalacetat hat verschiedene mögliche Schicksale:
1. Transaminierung zu Aspartat
2. Umwandlung in Glucose über die Gluconeogenese
3. Kondensation mit Acetyl-CoA zu Citrat
4. Umwandlung in Pyruvat
Vorlesung 7 - Oxidative Phosphorylierung
Elektronentransfer:
Transfer direkt als Elektronen
In Form von H-Atomen (H+ und e-)
In Form von Hybrid-Ionen (H-)
Direkte Kombination eines organischen Reduktionsmittels mit Sauerstoff
Ein Maß für die Elektronen-Affinität eines Akzeptors ist das Reduktions-Potential Eo in Volt (=
Redoxpotential, Elektronenübertragungspotential)
Je negativer Eo um so stärker ist der Reduktor (will seine Elektronen loswerden)
Je positiver Eo im Vergleich zur Normal-Wassrstoff-Elektrode (Eo=0) um so stärker ist die
Elektroneaffinität
Das Reduktionspotential ist konzentrationsabhängig (Nernst-Gleichung)
Elektronen-Carrier-Typen in der Atmungskette:
NAD+
Flavoproteine (FAD)
Ubichinon (Coenzym Q) Lipophil
(Bewegen sich innerhalb der Membran)
Fungieren als Elektronen-Shuttle zwischen weniger mobilen Carriern
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