Biochemie des Stoffwechsels - StV Biologie Salzburg

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Biochemie des Stoffwechsels - StV Biologie Salzburg

Zusammenfassung: Biochemie des Stoffwechsels August 2012

Allgemeines

Bei chemischen Reaktionen kann Energie verbraucht oder frei werden. Im menschlichen Stoffwechsel

gehören die Redox-Reaktionen zu den wichtigsten Reaktionen. Dabei werden zwischen Reduktions- und

Oxidationsmittel Elektronen übertragen. Die Affinität zu Elektronen wird im Redoxpotential E0

angegeben. Dabei hat jedes Reagenz die höhere Elektronenaffinität, dessen Redoxpotential im Vergleich

zur H-Elektrode (E0 =0) positiver ist.

Das Redox-Potential ist abhängig von der Konzentration (Nernst Gleichung).

Elektronen-Carrier (Atmungskette)

� NAD + : Reduktionsäquivalente

� FAD: Flavoproteine

� Ubiquinon (Coenzym Q): lipophil,

Zwischencarrier

� Cytochrom: eisenhaltige Elektronentransporter

mit Porphyrin-Ring

� Fe-S Proteine: gute Donoren, niedriges Redox-Potential

� in der Atmungskette gibt es zwei treibende Kräfte: die Reduktionskraft der Reduktionsäquivalenten

und die Oxidationskraft des Sauerstoffs

Bestandteile der Atmungskette

1. Komplex I: NADH → UQ

2. Komplex II: Succinat → UQ

3. Komplex III: UQ → Cyt c

4. Komplex IV: Cyt c → O2

5. Komplex V: ATP-Synthase

� Beim Verlust zu seinen anderen Komplexen wird Komplex 5 zu einer ATPase.

Ubiquinon

Ist ein Elektronenüberträger zwischen Komplex 1 bzw. Komplex 2 auf Komplex 3. Bei der Übertragung

werden in zwei Schritten jeweils ein Elektron und ein Proton übertragen, wobei zwischen Edukt und

Produkt (Ubichinol) das Intermediat-Radikal Semichinon entsteht.

Cytochrome

Erhalten ihre Elektronen von Komplex 3 und übergeben sie in Komplex 4 auf den Sauerstoff. Man

unterscheidet die Cytochrome A, B und C, wobei jedes vier fünfgliedrige N-Ringe enthält, die eine

zyklische Struktur bilden. Die Ringe konzentrieren sich um ein zentrales Eisen-Atom (Fe 2+ oder Fe 3+ ). Eine

Variante, das Eisen-Protoporphyrin IX kommt in Cytochrom b, Hämo- und Myoglobin vor.

Eisen-Schwefel-Zentrum

In der einfachsten Form wird das zentrale Eisenatom von jeweils einem Schwefel von vier Cysteinen

gehalten. In komplexeren Formen finden sich mehr Eisen- und Schwefel-Atome im Zentrum.

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