Einführung in den Energiestoffwechsel PDF

5. 1. chemische Reaktionen dienen dem Abbau von Stoffen zur **Energieerzeugung** oder zur 2. chemische Reaktionen dienen dem **Aufbau** von körpereigenen **Energiespeichern** und Körpersubstanz a. **Katabolismus** (abbauender Stoffwechsel) = Nährstoffe + Sau...

5. 1. chemische Reaktionen dienen dem Abbau von Stoffen zur **Energieerzeugung** oder zur 2. chemische Reaktionen dienen dem **Aufbau** von körpereigenen **Energiespeichern** und Körpersubstanz a. **Katabolismus** (abbauender Stoffwechsel) = Nährstoffe + Sauerstoff ---\> Stoffwechselendprodukte b. **Anabolismus** c. 23,6 17,2 -- ------ ------ -- -- 16,7 16,8 - schrittweise Oxidation in der Zelle - Übertragung von Elektronen des H auf den Sauerstoff über mehrere Schritte =\> Mitochondriale Atmungskette - freigesetzte Energie wird in Form von **ATP** gespeichert - ATP ist ein Nukleotid, es enthält energiereiche *Phosphorsäureanhydridbindungen* - Verantwortlich für die Energiefreisetzung bei Hydrolyse bei ATP: 1. Nährstoffe (Fette, Kohlenhydrate, Proteine) werden zu gemeinsamen Metabolit Acetyl-CoA abgebaut 2. Acetyl-CoA wird im Citrat-Zyklus verwendet 3. Im Citratzyklus nehmen Reduktionsäquivalente NAD+ und FAD nehmen in vielen Schritten Elektronen (Wasserstoff H+) auf 4. Diese werden in die Atmungskette der Mitochondrien übertragen 5. In den Komplexen der Atmungskette entsteht ein Elektronenfluss. Schritt für Schritt wird bei dieser oxidativen Phosphorylierung Energie frei 6. Am Ende werden die e- über Cytochrom C-Oxidase auf Sauerstoff üertragen 7. Die Energie die hier Schritt für Schritt frei wird, wird benutzt um einen Protonen-Gradienten zu erzeugen! 8. Die Protonen fließen dem Gradienten entlang wieder in die Mitochondrien rein und passieren dabei die ATP-Synthase! - **Stärkste ATP Generierung im Körper!** - **NAD+** = Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid (aus Vitaminvorstufe; Niacid) - wird reduziert (Aufnahme v. H- und 2e-) - *NAD+ + 2e- + H+ + H+ ---\> **NADH** + **H+*** - Redox-Coenzyme (NAD+ und FAD), akzeptieren Elektronen/H - **FAD** = Flavin-Adenin-Dinucleotid - **Atmungskettenkomplexen I-IV** - **Ubichinon (UQ)** - **Cytochrom C** - Der Elektronenfluss durch die Atmungskette sorgt für Protonentransport über die Membran - Elektronen werden final durch **Komplex IV** (Cytochrom-oxidase) auf O2 übertragen - NADH schleust 2 e- in die Atmungskette ein und führt **(I)** zum Export von **10 H+** - FADH2 schleust 2 e- in die Atmungskette ein und führt **(II**) zum Export von **6 H+** 1. der membranverankerte *FO-Teil (Rotor)* 2. Stiel: verbindet *F1* und *FO*-Teil 3. F1 Tel: drei gleichartig gebaute katalytische Zentren aus jeweils einer alpha und beta-Untereinheit 4. Stator: zweiter Stiel, der Drehung des F1-Teils verhindert. - Protonen fließen in die Matrix zurück und bringen den Rotor in Drehung. - Rotor überträgt Drehung auf gamma-Untereinheit - Durch die Fixierung des F1-Teils kommt es zur Konformationsänderung in den katalytischen Zentren - ---\> ATP Synthese **[Energistoffwechsel: Übersicht]** 1. Abbau der Nährstoffe/körpereigene Speicher zu Monomeren 2. Abbau der Monomere zum zentralen Metabolyt **Acetyl-CoA** (C2-Körper) 3. Citratzyklus: *Oxidation* des Acetyl-CoA zu **2 CO2** 4. Übertragung von Wasserstoff auf die Coenzyme NAD+ und FAD =\> Bereritstellung von NADH/H+ und FADH2 5. Oxidative Phosphorylierung: 1. Übertragung auf einen Akzeptor: Energie d. ATP wird genutzt, um die gamma- Phosphorylgruppe des ATP auf einen Akzeptor zu übertragen (zb auf Metabolite oder Proteine) zB *Hexokinase:* ATP + Glucose \** ADP + G6P (insg. G = -16 exergon) 2. - Spaltung einer energiereichen Anhydridbindung - Hydrolyse von an Protein gebundenem ATP = Konformationsänderung von Proteinen