MEDI-LEARN Skriptenreihe 2013/14 In 30 Tagen durchs schriftliche ...

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3.1.2 Teil 2 des Citratzyklus: Oxalacetat-Regeneration Zyklen haben die Eigenschaft, dass sie immer wieder von vorne anfangen. Für den Citratzyklus bedeutet das, dass er vom Succinat wieder zu seinem Ausgangsmolekül – dem Oxa lacetat – kommen muss. Den Mechanismus kennst du vielleicht schon: Es sind die ersten drei Reaktionen der β-Oxidation (s. Skript Biochemie 7). Die Regenerationsschritte des Citratzyklus sehen so aus: Schritt 6: Die Oxidation Hier wird zunächst Succinat dehydriert (Oxidation) und die Wasserstoffatome auf FAD übertragen. Dabei entsteht die ungesättigte Verbindung Fumarat und FADH2. Das Enzym ist die Succinatdehydrogenase. – OOC CH FADH2 HC COO – FAD Fumarat 6 Succinat- Dehydrogenase H 2 C COO – H 2 C COO – Succinat Abb. 41: Citratzyklus, Schritt 6 medi-learn.de/bc1-41 Die Succinatdehydrogenase katalysiert den ersten Schritt der Regeneration im Citratzyklus und ist Teil des Komplexes II der Atmungskette (s. Abb. 50, S. 45). Daher ist dieser Schritt besonders wichtig. Zur Erinnerung: FADH/H2 sind prosthetische Gruppen, die riboflavinhaltig sind. 3.1.2 Teil 2 des Citratzyklus: Oxalacetat-Regeneration Schritt 7: Die Addition Durch Addition von H2O (Hydratisierung) wird Fumarat zu Malat. Das im Harnstoffzyclus gebildete Fumarat fließt hier zur Regeneration in den Citratzyklus ein. Schritt 8: Die Oxidation Im letzten Schritt entsteht durch Dehydrierung von Malat wieder Oxalacetat. Die Reduktionsäquivalente werden dabei auf NAD + übertragen, das durchführende Enzym ist die Malatdehydrogenase. NADH + H + O C COO – H2C COO – Die Reaktion ist die gleiche wie beim Malat- Shuttle (s. S. 18). www.medi-learn.de 33 H 2 O HO HC COO – 7 – OOC CH H2C COO – L-Malat Fumarase HC COO – Fumarat Abb. 42: Citratzyklus, Schritt 7 medi-learn.de/bc1-42 NAD + 8 HO HC COO – H2C COO – L-Malat Oxalacetat Malat- Dehydrogenase Abb. 43: Citratzyklus, Schritt 8 medi-learn.de/bc1-43 3
3 34 3 Citratzyklus Zusammenfassung Citratzyklus Teil 2 – Oxalacetat wird regeneriert. – Es entsteht 1 FADH2 und 1 NADH + H + . – Die Succinatdehydrogenase ist FAD-abhängig. H 2 O FADH2 FAD 7 6 NADH + H + NAD + Fumarase 8 HO HC COO – – OOC CH H2C COO – L-Malat HC COO – Fumarat Succinat- Dehydrogenase H 2 C COO – H 2 C COO – Succinat O C COO – H2C COO – Oxalacetat Malat- Dehydrogenase Abb. 44: Citratzyklus Teil 2 medi-learn.de/bc1-44 Übrigens … – Im Citratzyklus wird Acetyl-CoA formal vollständig zu 2 CO2 oxidiert. <strong>In</strong> der Tat bildet der Citratzyklus zusammen mit der Pyruvatdehydrogenasereaktion mit Abstand den größten Anteil des 1 kg Kohlendioxid, das täglich über die Lunge abgeatmet wird. – Nicht nur, wenn du ein passionierter Bastler bist, empfiehlt sich folgendes Vorgehen, um das Erlernen des Citratzyklus etwas zu erleichtern und ein bisschen amüsanter zu gestalten: Die einzelnen Substrate des Zyklus aufzeichnen, die Moleküle mischen und daraus versuchen, den Zyklus wieder zu rekonstruieren.
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