1 Biologische Oxidation 1

Man sieht, daß Acetyl-CoA (=aktivierte Essigsäure) den Betriebsstoff des Citratcykluses darstellt.
Im Gegensatz zu der Glykolyse fehlen hier phosphoryilierte Zwischenstufen.
Der Citratzyklus ist Umschlagplatz für viele Zwischenverbindungen, er ist damit ein sogenannter
„metabolic pool“. Es werden hier die Vorstufen für verschiedene Syntheseprozesse bereitgestellt.
Ein solcher pool kann nur funktionieren wenn die entnommnen Zwischenverbindungen (zB
Oxalacetat) ständig erneuert werden. Oac wird entweder durch Anlagerung von CO2 an Pyruvat oder
über den Glyoxylatcyclus nachgeliefert. Solche „Auffüll Reaktionen“ nennt man anapleurotische
Reaktionen.
1.5.5 Endoxidation
Die hauptsächliche Energie des dissimilatorischen Abbaus kommt durch die gesteuerte Knallgasreaktion,
wobei in der Endoxidation der Wasserstoff, der nach der Glykolyse und dem Citratcyclus an
Wirkgruppen wie NAD und FAD gebunden ist, auf molekularen Sauerstoff übertragen wird.
Wie gesagt ist die Knakllgasreaktion im Sinne einer biologischen Reaktion aufgeteilt in kleine Teilbeträge.
Die Reaktionenthalpie beträgt �Go = -220 kJ/mol, wobei das Energiegefälle über ein
ADP/ATP System gekoppelt ist. Es kann aus dieser Energie über oxidative Phosphorylierung Energie
gewonnen werden.
Über verschiedene Redoxreaktionen im Laufe einer Elektronentransportkette wird ein pH-Gradient
zwischen Intermembranraum und Matrix erreicht. Dies geschieht dadurch, daß Protonenpumpen (in
der Membran verankerte Proteinsysteme) durch den Elektronentransport angetrieben werden. Diese
nehmen im Rahmen der Elektronentransportkette 2 Elektronen auf, gleichzeitig um die entstandene
negative Ladung zu stabilisieren, auch noch zwei Protonen von der Matrixseite. Bei Abgabe der
Elektronen an das nächste Redoxsystem in der Kette, werden auch die Protonen wieder abgegeben,
aber diesmal in den Intermembranraum. Durch diesen pH-Gradient entsteht ein pmf (=proton motive
force). Die pmf ist mit einem Membranpotential gekoppelt, das durch Ausfließen von Kationen aufrecht
erhalten wird, durch beide Phänomene wird ein arbeitsfähiger Potentialgradient erhalten.
Dies ist eine von mehreren Hypothesen, andere gehen über den Ubichinoncyclus, wo ein Radikal die
Anzahl der gepumpten Protonen verdoppelt 1 , und weiterhin kann der Bohr-Effekt bei Cytochromsystemen
miteinbezogen werden. Bei diesem Effekt handelt sich es um eine durch den
Oxidationszustand herforgerufene Konfirmationsänderung, die auch eine Änderung der sauren
Dissoziationskonstante bewirkt - Protonen werden bei einem Oxidationszustand viel leichter
abgespalten als bei einem anderen. 2 .
1 Siehe Libbert 5.Aufl. Seite 28
2 Dieser Effekt ist beim Hämoglobin zu beobachten. Siehe Stryer Seite 168