Pentosephosphatweg (Biochemie) PDF

5. A. **Pentosephosphatweg** 1. **Funktionen d. Pentosephosphatwegs** 1. Lieferung von Ribose-5-Phosphat 2. Produktion von NADPH/H+ - der Pentosephosphatweg geht von Glucose-6-Phosphat aus - der Pentosephosphatweg lässt sich in eine **oxidativen** un...

5. A. **Pentosephosphatweg** 1. **Funktionen d. Pentosephosphatwegs** 1. Lieferung von Ribose-5-Phosphat 2. Produktion von NADPH/H+ - der Pentosephosphatweg geht von Glucose-6-Phosphat aus - der Pentosephosphatweg lässt sich in eine **oxidativen** und einen **nicht-oxidativen** Teil zerlegen - er findet im **Zytosol** statt. - er kann wieder in die Glykolyse / Gluconeogenese einmünden (F6P bzw GAP) 2. **[Oxidativer Teil]** -Irreversibel -Startet bei Glucose-6-Phosphat -Ribulose-5-Phosphat = Ketose -Ribose-5Phosphat = Aldose -Es entstehen aus 1xGlucose-6-Phosphat 2xNADPH/H+ - beides sind Wasserstoff-übertragende Coenzyme - NADP+ = Nicotinamidadeninnukleotidphosphat - Unterschied: am **C2-**Atom der Ribose des Adenosin ist ein Phosphatrest - NADPH/NADP+ ist ein Wasserstoff***donator*** im **Anabolismus** (Reduktionsmittel) NADPH : NADP+ = 100 : 1 - NAD+/NADH ist ein Wasserstoff***akzeptor*** im **Katabolismus** (Oxidationsmittel) NADH : NAD+ = 1 : 1000 a. Reduktive Biosynthesen b. - - enzymatisch katalysierte Reaktionen, die Fremdstoffe wasserlöslich machen und so deren Sekretion erlauben c. Oxidationsschutz 3. **Der Nicht-Oxidative Teil** - ist **reversibel** - ist mit Glykolyse und Gluconeogenese verknüpft - Enzyme: *Ribulose-5-P-Epimerase, Transketolase, Transaldolase* **Ribose-5-Phosphat 2x Fructose-6-phosphat und 1x Glycerinaldehyd-3-phosphat** **Reaktion zu GAP über Enzym Transketolase** **Reaktion zu F6P über Enzym Transaldolase** *Merke: Eine Rückreaktion von F6P und GAP zu Ribose-5-Phosphat ist auch möglich!!!* *Beispiel: Bedarf an NADPH Pentose-Phosphat-Weg läuft ab R5P wird zu F6P Gluconeogenese zu G6P Wieder erneut PPW Noch mehr NADPH* *Beispiel: Bedarf an R5P für Nucleotide Reaktion von F6P und GAP zu R5P (nur nicht-oxidativer Teil des PPW läuft ab!)* a. hoher Bedarf an R-5-P (f. ATP/DNA) b. Bedarf an NADPH + AcetylCoA + ATP (zB für Fettsäuresynthese) c. - Schrittmacherenzym: ***Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase*** - NADP+ --- aktiviert (wenig da) - *KLINIK: G6PDH-Mangel* - *Weniger NADPH* - - *Oxidation + Vernetzung von Hb, geschädigte Membranen der Erys ---\> **Heinz-Körper*** - *Hämolytische Anämie*  B. - Glucose-Speicher - alpha-1,4 (gerade Ketten) bzw. alpha-1,6 (Verzeweigungen)-glykosidisch verbunden - Glucosebilanz und Vorrat: 15 g freie Glucose, 250g Muskel-Glykogen, 150g Leber-Glykogen, Erys: 50 g/dl und Nervengewebe 150g/dl - Speicherung als Glykogen, da es **osmotisch weniger aktiv** ist (Schutz vor Zellplatzen), - Diese 1,6-Bindung kann dann hydrolytisch gespalten werden! - Leber: Kann G6P in Gluconeogenese zu Glucose machen - Muskel: Kann G6P in Glykolyse abbauen - *Nüchtern-Hypoglykämie (es kann keine Glucose aus Glykogen entstehen da die Glucose-6-phosphatase nicht aktiv ist.* - *Lebervergrößerung (und Niere) durch große Mengen an eingelagerten Glykogen* - *kompensatorisch: verstärkte Glykolyse und Fettstoffwechsel* - *Therapie: Diät von meist langsam resorbierbaren KH, um Blutglucosespiegel konstant zu halten* Merke: Im Muskel gibt es gar keine G6-Phosphatase Kann kein Glucose aus Glykogen bilden - *Glykogensphosphorylase-Mangel im **Muskel**. Es kann Glykogen also nicht in G1P umgewandelt werden.* - *Anhäufung von Glykogen im Muskel* - *Rasche Muskelerschöüfung/Krämpfe wegen ATP-Mangel* 1. Glykolyse: Glucose Glucose-6-Phosphat + **Kostet ATP!** 2. **Enzym: Phosphoglucomutase:** Glucose-6-Phosphat Glucose-1-Phosphat 3. **Glucose-1-Phosphat-UTP-Transferase**: Glucose-1-Phosphat **UDP-Glucose =Aktivierte Glucose**! 4. **Glykogenin** = Primer: Hat Tyrosin-Rest: Verknüpft kurze Glucose-Kette 5. Mind. 4 Einheiten damit: Enzym: **Glykogensynthase** ansetzen kann!!! 6. Glykogensynthase: Verlängert Kette weiter, dabei wird UDP abgespalten Alpha1,4-Bindungen! 7. Enzym**: Alpha1,4-Alpha1,6-Transglykosylase**: Bildet 1,6-o-glykosidische Bindungen für Nebenkette (**Branching Enzym**) - Man verliert also netto 2 ATP und gewinnt nur 1ATP - Würde man Glucose direkt abbauen würde man mehr ATP gewinnen!  **[Regulation des Glykogenstoffwechsels:]** Hormonelle Regulation: **Glucagon**: (niedriger Blutzucker) 1. Steigert Glykogenabbau 2. Hemmt Glykogensynthese **Insulin**: (hoher Blutzucker) 1. Hemmt Glykogenabbau 2. Steigert Glykogensynthese Diese Regulation läuft über: Bindung Hormon G-Protein-assoziierter Rezeptor Bildung cAMP (Second Messenger) Phosphorylierungsreaktionen Glykogen-Synthase und Glykogen-Phosphorylase **[Was macht Insulin insgesamt themenübergreifend:]** **Glykogenstoffwechsel:** **Glykolyse:** 1. Insulin aktiviert Proteinphosphatase1 2. Bifunktionelles Enzym wird dephosphoryliert 3. Phosphofructokinase-1 wird aktiviert Glykolyse steigt! **Stimuliert GLUT4:** 1. Mehr Glucoseaufnahme in Muskelzellen aus Blut (weil Muskel nicht selber Glykogen abbauen kann in Glucose, da die Glucose-6-Phosphatase fehlt) **Lipolyse:** Insulin hemmt Lipolyse und steigert Fettsäuresynthese: 1. Hoher Blutzucker Insulin wird ausgeschüttet 2. Insulin steigert die Glykolyse, damit wir weniger Glucose im Blut haben 3. Im Verlauf Glykolyse entsteht Dihydroxyacetonphosphat 4. DAP kann abgezweigt werden für TAG-Synthese! 5. Außerdem wird bei Glykolyse Pyruvat gewonnen 6. Pyruvat wird dann zu Acetyl-CoA Grundbaustein für Fettsäuresynthese