Stoffwechsel

läuft freiwillig ab

verbunden mit Abnahme freier Energie

läuft nur ab, wenn freie Energie zugeführt wird

katalysieren Redoxreaktionen

katalysieren intermolekulare Gruppenübertragungen

katalysieren hydrolytische Spaltungen

nicht-hydrolytische Spaltungen oft unter Bildung von Doppelbindungen

Isomerisierungsreaktionen

Verknüpfung zweier Moleküle unter ATP-Verbrauch

Elektronenaufnahme (Oxidationszahl nimmt ab)

kann andere Stoffe oxidieren 

wird selber reduziert (-> nimmt Elektronen auf)

Elektronenakzeptor

kann andere Stoffe reduzieren

wird selber oxidiert (-> gibt Elektronen ab)

Elektronendonator

prosthetische Gruppen (kovalent an Enzym)

Co-Enzyme

Coenzym

oxidierte Form

Oxidationsmittel

Coenzym

reduzierte Form

Reduktionsmittel

ATP

Coenzym-A (Acetyl-CoA)

spaltet ATP und übertragt Phosphat

"protonenmotorische Kraft"

treibt über die ATPase die ATP-Synthese an

hohe Anzahl an Glucosebausteinen α-1,4-glykosidisch verknüpft

-> bei Glykogen Verzweigung durch α-1,6-glykosidische Knüpfung an ca jedem 8.-10. Molekül

• Oxidation von Glucose
• Glucose -> Pyruvat unter Energiegewinnung
• Substratkettenphosphorylierung unter Energiegewinn

Aktivierung von Glucose durch ATP (Einbau eines Phosphats)

Spaltung von C6 -> 2 C3

Dehydrogenierung unter Reduktion von NAD+ und Energiegewinn durch Substratkettenphosphorylierung

Substratkettenphosphorylierung unter Energiebildung; Phosphoenolpyruvat = Energiereiche Verbindung; Bildung von Pyruvat

Glucose + 2 NAD+ + 2ADP + 2Pi

      => 2 Pyruvat + 2 NADH + 2H+ + 2ATP

• Pyruvatdehydrogenase katalysiert oxidative Decarboxylierung zu Acetyl-Coenzym-A
• verbindet Glykolyse mit Citratzyklus

• vollständige Oxidation der Acetylgruppe
• C4-Verbindung Akzeptor für Acetylgruppe -> 2CO2 freigesetzt und Akzeptor regeneriert
• Übertragung der Reduktionsäquivalente auf NAD(P)+
• Substratstufenphosphorylierung liefert Energie (GTP-Synthese)

viele H-beladene Coenzyme zu erzeugen, die anschließend ihre H-Atome in der aeroben Atmungskette unter großem Energiegewinn auf O2 übertragen werden

Glucose + 6 H2O + 4 ADP + 4 Pi

   => 6 CO2 + 24 [H] + 4 ATP

• Elektronen durch Abbau von Verbindungen werden auf einen externen Elektronenakzeptor übertragen (Sauerstoff)
• dies geschieht unter Aufbau der pmf

Glucose + 6 H2O + 38 ADP + 38 Pi

   => 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP

• an der inneren Membran
• 4 hintereinandergeschaltene Komplexe
• Elektronentransportkette (von einem Komplex zum nächsten)
• Redoxreaktionen genutzt um Protonen gegen das Konzentrationsgefälle zu pumpen
• Rückfluss der Protonen zur ATP-Synthese genutzt

• O2 nicht als finaler Elektronenakzeptor
• sondern Bildung von reduzierten Gärungsprodukten
• Ethanol/Milchsäure

Glucose + 2 ADP + 2 Pi => 2 Lactat + 2 H+ + 2ATP + 2 H2O

• Hexose-Ketolase-Weg

Hexose + ADP + Pi => Lactat + Ethanol + ATP + H2O

• Pentose-Ketolase-Weg

Pentose +  2 ADP + 2 Pi => Lactat + Acetat + 2 ATP + 2 H2O

• wenn kein Sauerstoff vorhanden -> Glucose zu Ethanol und CO2
• weniger Energie in ATP
• hauptsächlich Hefearten

C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi => 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP + 2 H2O