Hauptcharakteristika von Stoffwechselwegen:
- Stoffwechselwege sind irreversibel!
- Ein erster, energetisch getriebener, festgelegter Schritt.
- Alle Stoffwechselwege werden reguliert
- Stoffwechselwege finden in subzellulären Kompartimenten (Organellen) statt. (bei den Eukaryoten)
6 Schlüsselreaktionen im Stoffwechsel
- Redox-Reaktionen
- > Übertragung von Elektronen - Gruppenübertragungsreaktion
- > Übertragung funktioneller Gruppen - Hydrolyse
- > Bindungsspaltung durch Addition von Wasser - Isomerisierung
- > Umordnung von Atomen innerhalb eines Moleküls - Addition oder Abspaltung funktioneller Gruppen
- > Addition funkt. Gruppen an Doppelbindungen oder deren Abspaltung unter Bildung von Doppelbindungen - Ligationen
unter Spaltung von ATP
-> Bildung von kovalenten Bindungen (z.B. C-C-Verknüpfungsreaktionen)
Rollen des ATP:
- Energieübertragung
- Phosphat-Transfer
- Bildung von cAMP
- Aufbau der Redox-Cosubstrate NAD+ und FAD
Stoffwechsel
Metabolismus
Definition Stoffwechsel:
Ein Gesamtprozess durch den lebende Systeme freie Enthalpie erlangen und verwerten.
Phototrophe Organismen:
Benutzen Lichtenergie, um den endergonischen Prozess der Bildung von Kohlenhydraten(Zuckern) und O2 aus CO2 und H2O anzutreiben. ->Photosynthese
(Pflanzen, ein paar Bakterien)
Chemotrophe Organismen:
Nutzen die Oxidation organischer Verbindungen (Kohlenhydrate, Lipide, Proteine,..) für ihre endergonischen Prozesse.
(Tiere, und die meisten Bakterien)
Definition Stoffwechselwege:
Stoffwechselwege sind Abfolgen von im höchsten Maße aufeinander abgestimmten, enzymatischen Reaktionen, die spezifische Produkte liefern.
Zweck des Stoffwechsels:
- Energiehaushalt (Energieübertragung und -speicherung)
- Oxidativer Abbau von Nährstoffen und nicht mehr benötigten Substanzen
- Aufbau der für Wachstum und Lebensprozesse benötigten Substanzen
Definition Katabolismus:
Abbau von komplexen organischen Molekülen in einfachere.
Für den Energiehaushalt und die Bereitstellung benötigter Edukte.
Definition Anabolismus:
Aufbau komplexer Stoffe für Wachstum und Lebensfunktionen aus relativ wenigen und einfachen Molekülen und Monomeren.
Definition Amphibolismus:
Stoffwechselweg, der sowohl katabolisch als auch anabolisch ist.
z.B. Citrat-Zyklus (=Citronensäurezyklus)
5 wichtige Stoffwechselwege:
- Glycolyse
- Citratcyclus
- Atmungskette
- Lipidstoffwechsel (b-Oxidation)
- Photosynthese
Definition exergon:
exergone Reaktionen produzieren mehr Energie als sie verbrauchen, indem sie die in den chemischen Molekülen gespeicherte Energie freisetzten.
Definition endergon:
endergone Reaktionen verbrauchen mehr Energie als die produzieren.
Die 4 Stufen der Zellatmung:
- Glycolyse
- Bildung von Acetyl-Coenzym A
- Zitronensäurezyclus
- Atmungskette
Ziele der Atmungskette:
- Regeneration von NAD+
* Phosphorylierung von ADP (-> ATP Synthese)
Gluconeogenese
Ist die Umkehrung der Glykolyse, die Glucose-Bildung!
Anaerobe Stoffwechselwege
• Glycolyse
Aerobe Stoffwechselwege:
Benötigen Sauerstoff in den Zellen.
- Zitronensäurezyclus (Citratzyklus)
- Atmungskette
Decarboxylierung
Wird die Abspaltung eines CO2 Moleküls aus einer Substanz bezeichnet!
Lipidstoffwechsel
Fettsäureoxidation (b-Oxidation):
Fettsäureabbau
- Katabolischer Weg zur Bereitstellung großer Energiemengen in Form von ATP (stark exergonischer Weg)
- in den Mitochondrien
- Oxidationsmittel sind NAD+ und FAD
Photoautotroph:
Energie-Quelle:
Licht
Kohlenstoff-Quelle:
CO2
(Pflanzen)
Chemoheterotroph:
Energie-Quelle:
organisch (Redox)
Kohlenstoff-Quelle:
organisch
(Tiere)
