Stoffwechselwege

Glykolyse

Glucose über Pyruvat zu Ethanol = Gärung ( Nicht bei Menschen) 

oder zu Laktat ( wichtig für NADH Abbau zu NAD+) oder vollständige Oxidation = Co2+ H20

• im Cytosol, pH-Wert wird durch H+ leicht sauer

Nettoreaktion= Glucose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 P → 2 Pyruvat + 2 NADH+H+ + 2 ATP + 2 H2O

Regulation der Glykolyse 

1. durch Glukagon erhöht über Adenylatyzklase den cAMP Spiegel → PFK-2 phosphoryliert und hemmt damit die Glykolyse
2. Insulin hat entgegengesetzte Wirkung : PFK-2 wird dephosphoryliert und die Glykolyse wird gefördert

NAD+/ NADH

Nicotinamidadenindinukleotid, wesentlich für den Energistoffwechsel

Pentosephosphatweg

1. Oxidativer Teil : Herstellung von NADPH und C5 Zucker Ribose

Glucose-6-Phosphat + NADP+ → Ribulose-5-Phosphat  + CO2 + NADPH

2. Nicht-Oxidativer Teil : Umlagerung der C5 Verbindung in C3 Bausteine der C6

Ribulose-5-Phosphat →Fructose-6-Phosphat / Glycerinaldehyd-3-phophat

Pyruvat Dehydrogenase

Umwandlung von Pyruvat in Acetyl-CoA durch Pyruvat Dehydrogenase  benötigt FAD und Thiamin = Vitamin B1 als Coenzym

Pyruvat + HS-CoA + Nad+ → AcetylCoA + CO2 + NADH+ H+

Citratzyklus

Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + 2 H20 + P → 2 CO2 + CoA + 3 NADH+ H+ + FADH2 + GTP

Umwandlung von AcetylCoA in 2 Co2 ( Katabolismus ), die freiwerdende Energie wird mittels NADH+H+ und FADH2 fixiert und in der Atmungskette zur ATP Synthese genutzt

In Mitochondrien, wesentlich für die Biosynthese von Fettsäuren und Steroiden

Katabolismus

Brennstoff wird in zelluläre Energie umgewandelt ( ATP )

Anabolismus

Energie wird für Reaktion benötigt

Amphibolisch

sowohl katabolisch als auch anabolisch, z.B. Citratzyklus

Gluconeogenese

2 Pyruvat + 4 ATP + "GTP + 2 NADH + 6H2O → Glucose + 4 ADP + 2 GDP + 6P + 2NAD+ + 2H+

dient der Glucosebildung aus anderen Nährstoffen, vor allem bei Kohlenhydratmangel 

Corizyklus

Aufbau von Glucose aus Laktat

Laktat → Leber → Gluconeogenese→ Glucose → Muskel

Muskel bildet unter anaeroben Zustand Lactat ( anaerobe Glykolyse) durch Laktat Dehydrogenase 

Alkoholabbau 

Ethanol über Alkohol Dehydrogenase und NAD+ zu Acetaldehyd → Acetat → AcetylCoA

toxisches Acetaldehyd akkumuliert, da der Abbau zu Acetat nicht schnell geht

Atmungskette

5 Komplexe

1. NADH- Dehydrogenase, e- Übertragung auf Ubiquinon, → Pumpen von e-
2. Oxidation von FADH2, e- Übertragung auf Ubiquinon, Succinat Dehydrogenase
3. Ox. von Ubiquinon, e - Übertragung auf Cytochrom c, Pumpen von e-, Cytochrom c- Reduktase
4. Ox. von Cytochrom c, e- Übertragung auf O2, Pumpen von e-, Cytochrom c- oxidase ( Indizierung von CO, Zyanide)
5. F0F1 ATP Synthase 

Atmungskette energetische Aspekte

ADP + P ⇄ ATP + H20    endergonische Reaktion ( ΔG = +37 kJ/mol)

Durch Protonen Pumpen in äußere Mitochondrienmembran→ Protonengradient ( durch Cristae verstärkt)

ATP Synthese über Thermodynamische Kopplung mit Oxidativer Phosphorylierung und Substratkettenphosphorylierung

ATP Synthase

auch Komplex V usw. genannt, 1 mol Glucose → 30 Mol ATP,

Rotationsbewegung, wesentlich für die Cristaeausbildung