Mitschrift zur VO Biochemie des Stoffwechsel Prof. Kainz

Kohlenhydrate, Fettsäuren, Glycerin und einige AS – in Acetylgruppen des Acetyl-CoA
umgewandelt. In dieser Phase entsteht etwas ATP, aber die Menge ist gering.
3.Stufe: oxidative Phosphorylierung. Hier entsteht ATP aus der vollständigen Oxidation der
Acetylgruppe des Acetyl-CoA. Diese dritte Phase besteht aus dem Citratzyklus und der
oxidativen Phosphorylierung, den abschließenden, allgemeinen Stoffwechselwegen bei der
Oxidation von Brennstoffmolekülen. Das Acetyl-CoA liefert die Acetyleinheiten, die im
Citratzyklus vollständig zu CO 2 oxidiert werden. Für jede oxidierte Acetylgruppe werden 4
Elektronenpaare (3 auf NAD+, 1 auf FAD) übertragen. Wenn Elektronen von den reduzierten
Formen dieser Carrier auf O 2 übergehen, entsteht ein Protonengradient, der dazu genutzt wird,
um ATP zu erzeugen.
NADH (NADPH): universelle Elektronencarrier
Nicotinamidadenindinucleotid (NAD + ) und sein phosphoryliertes Analogon NADP + werden zu NADH
oder NADPH reduziert, wobei sie ein Hydrid-Ion (zwei Elektronen und ein Proton) von einem
oxidierbaren Substrat aufnehmen. Das Hydrid-Ion kann entweder auf der Vorderseite (Typ A) oder auf
der Rückseite (Typ B)des planaren Nicotinamid-Ringes addiert werden.
Die UV-Absorptionsspektren von NAD + und NADH:
Die Reduktion des Nicotinamid-Ringes führt zu einer neuen, breiten Absorptionsbande mit einem
Maximum bei 340 nm. Man kann die Produktion von NADH im Verlauf einer enzymkatalysierten
Reaktion leicht verfolgen, indem man das allmähliche Erscheinen er Absorption bei
Acetyl-CoA: universeller Acylgruppen-Carrier
Ein aktivierter Carrier von C 2 -Fragmenten. Das Coenzym A (CoA), ein weiteres Molekül mit einer
zentralen Stellung im Stoffwechsel, überträgt Acylgruppen. Acylgruppen spielen eine wichtige Rolle im
Katabolismus, z.B. bei der Oxidation von Fettsäuren, und im Anabolismus, etwa bei der Synthese von
Membranlipiden. Die endständige Sulfhydrylgruppe im CoA ist die reaktive Stelle. Acylgrupen werden
als Thioester an CoA gebunden. Das entstehende Derivat bezeichnet man als Acyl-CoA. Eine oft mit
CoA verknüpfte Acylgrupe ist die Acetyleinheit; das entsprechende Derivat heißt Acetyl-CoA. Der
∆G°´-Wert der Hydrolyse des Acetyl-CoA ist stark negativ.
Acetyl-CoA + H 2 O Acetat + CoA + H + ∆G°´ = -31,4 kJ mol -1
Die Hydrolyse eines Thioesters ist thermodynamisch günstiger als die Hydrolyse eines Sauerstoffesters,
da die Elektronen der C-O-Bindung nicht so stabile Resonanzstrukturen mit der C-S-Bindung bilden
können wie mit der C-O-Bindung. Acetyl-CoA hat deshalb ein hohes
Acetylgruppenübertragungspotential, da der Transfer der Acetylgruppen exergonisch ist. So wie ATP
eine aktivierte Phosphorylgruppe trägt, trägt Acetyl-CoA eine aktivierte Acetylgruppe.
Van der Waals-Kräfte:
Die Edelgase und viele Stoffe, die aus Molekülen aufgebaut sind, lassen sich erst bei tiefen
Temperaturen verflüssigen und zur Kristallisation bringen.
Zwischen den Molekülen und zwischen den Edelgasatomen existieren nur schwache ungerichtete
Anziehungskräfte, die als van der Waals-Kräfte bezeichnet werden. Die van der Walls-Kräfte kommen
durch Anziehung zwischen Dipolen zustande, sie sind also elektrostatischer Natur. Die Reichweite ist
sehr gering – sie ist praktisch auf die nächsten Nachbarn beschränkt -, denn da die
Wechselwirkungsenergie proportional r -6 ist, nimmt sie mit wachsendem Abstand viel schneller ab als
die Ionen-Ionen-Wechselwirkung. Man unterscheidet drei Komponenten der van der Waals-Kräfte:
Wechselwirkung permanenter Dipol-permanenter Dipol (Richteffekt):
Bei der Anziehung von Dipolen mit einem permanenten Dipolmoment kommt es u einer Ausrichtung
der Dipole, die dadurch in einem energieärmeren Zustand übergehen. Der Richteffekt ist
temperaturabhängig, da die Wärmebewegung der Ausrichtung der Dipole entgegenwirkt.
Wechselwirkung permanenter Dipol-induzierter Dipol (Induktionseffekt):
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