8. Metabolismus, Zellatmung und Photosynthese
8.1 Metabolismus
Stoffwechselprozesse:
Stoffwechselwege bestehen aus Ketten und Zyklen von enzymkatalysierten
Reaktionen
Es gibt über 5000 verschiedene Enzyme die Reaktionen katalysieren
Chemische Veränderung passieren in einigen Etappen als kette oder Zyklus, was
insgesamt einen Stoffwechselprozess macht
Enzyme und Aktivierungsenergie:
Enzyme verringern die benötigte Aktivierungsenergie bei Reaktionen
Bei Reaktionen gibt es ein Substrat was erst in die Wechselform gebracht wird und
dann zu einem Produkt führt
Um zur Wechselform zu kommen ist eine Aktivierungsenergie benötigt
Die Aktivierungsenergie bricht und schwächt Bindungen
Um eine Reaktion zu katalysieren bindet ein Enzym das Substrat an sein aktives
Zentrum
Arten von Enzyminhibitoren:
Enzymhemmer können entweder kompetitiver oder nichtkompetitiver Art sein
Inhibitoren: binden an Enzyme und reduzieren die Aktivität des Enzyms
Kompetitive Inhibitoren greifen in das aktive Zentrum ein, sodass das Substrat nicht
binden kann
Nicht kompetitive Inhibitoren binden woanders und somit verändert sich die Form
des Enzyms und somit kann das Substrat auch nicht binden
Auswirkungen von Enzyminhibitoren:
, Endprodukthemmung:
Viele Enzyme werden von chemischen Substanzen, die an das allosterische Zentrum
binden, reguliert
Das Endprodukt ist ein Inhibitor
Endprodukthemmung verhindert den Aufbau von unfertiger Produktion
zB. Bei dem Stoffwechselweg der Threonin zu Isoleucin umwandelt, bindet Isoleucin
an das allosterische Zentrum von threonin deaminase -> daher nicht-kompetitiv
Beispiel für kompetitive Hemmung:
der Inhibitor sulfadiazine bindet reversibel an dihydropteroate synthetase um
Substrat Bindung von para-aminobenzoate zu hemmen
8.2 Zellatmung
Oxydation und Reduktion:
Bei Zellatmung erfolgt Oxidation und Reduktion von Elektronen-Trägern
Oxidation und Reduktion sind chemische Vorgänge, weil Elektronen von einer
Substanz zur anderen transferiert werden
Oxidation: Verlust von Elektronen (z.B. in Form von Sauerstoff)
Reduktion: gewinn von Elektronen (z.B. in Form von Wasserstoff)
Elektronenträger: nehmen und geben Elektronen ab wie sie benötigt werden (wie
z.B. Nicotin Amid Adenine Di-nucleotid (NAD) und FAD)
NAD+ + 2 Elektronen -> reduziertes NAD/ NADH + H+
Phosphorylierung:
Phosphorylierung von Molekülen macht sie weniger stabil und aktiviert es somit
Phosphorylierung ist die Hinzufügung von einem Phosphat Molekül zu einem
organischen Molekül
Besondere Aminosäure Sequenzen sind Bindungsstellen für das Phosphat Molekül
Die Hydrolyse von ATP setz Energie in die Umwelt frei = „exergonsiche Reaktion“
Glykolyse und ATP:
Die Umwandlung von Glukose zu Glukose-6-Phosphat ist endergonisch
Glykolyse gibt einen geringen gewinn an 2 ATP ohne Sauerstoff zu benötigen
Glykolyse ist die Umwandlung von Glukose zu Pyruvat
Pyruvat ist ein Produkt von Glykolyse:
Fructose-biphosphat -> 2 triose-phosphat
Triose-phosphat -> glycerate-3-phosphat
o Hierbei wird genug Energie gewonnen, um ATP herzustellen
Oxidiert weil Wasserstoff Atome abgegeben werden
8.1 Metabolismus
Stoffwechselprozesse:
Stoffwechselwege bestehen aus Ketten und Zyklen von enzymkatalysierten
Reaktionen
Es gibt über 5000 verschiedene Enzyme die Reaktionen katalysieren
Chemische Veränderung passieren in einigen Etappen als kette oder Zyklus, was
insgesamt einen Stoffwechselprozess macht
Enzyme und Aktivierungsenergie:
Enzyme verringern die benötigte Aktivierungsenergie bei Reaktionen
Bei Reaktionen gibt es ein Substrat was erst in die Wechselform gebracht wird und
dann zu einem Produkt führt
Um zur Wechselform zu kommen ist eine Aktivierungsenergie benötigt
Die Aktivierungsenergie bricht und schwächt Bindungen
Um eine Reaktion zu katalysieren bindet ein Enzym das Substrat an sein aktives
Zentrum
Arten von Enzyminhibitoren:
Enzymhemmer können entweder kompetitiver oder nichtkompetitiver Art sein
Inhibitoren: binden an Enzyme und reduzieren die Aktivität des Enzyms
Kompetitive Inhibitoren greifen in das aktive Zentrum ein, sodass das Substrat nicht
binden kann
Nicht kompetitive Inhibitoren binden woanders und somit verändert sich die Form
des Enzyms und somit kann das Substrat auch nicht binden
Auswirkungen von Enzyminhibitoren:
, Endprodukthemmung:
Viele Enzyme werden von chemischen Substanzen, die an das allosterische Zentrum
binden, reguliert
Das Endprodukt ist ein Inhibitor
Endprodukthemmung verhindert den Aufbau von unfertiger Produktion
zB. Bei dem Stoffwechselweg der Threonin zu Isoleucin umwandelt, bindet Isoleucin
an das allosterische Zentrum von threonin deaminase -> daher nicht-kompetitiv
Beispiel für kompetitive Hemmung:
der Inhibitor sulfadiazine bindet reversibel an dihydropteroate synthetase um
Substrat Bindung von para-aminobenzoate zu hemmen
8.2 Zellatmung
Oxydation und Reduktion:
Bei Zellatmung erfolgt Oxidation und Reduktion von Elektronen-Trägern
Oxidation und Reduktion sind chemische Vorgänge, weil Elektronen von einer
Substanz zur anderen transferiert werden
Oxidation: Verlust von Elektronen (z.B. in Form von Sauerstoff)
Reduktion: gewinn von Elektronen (z.B. in Form von Wasserstoff)
Elektronenträger: nehmen und geben Elektronen ab wie sie benötigt werden (wie
z.B. Nicotin Amid Adenine Di-nucleotid (NAD) und FAD)
NAD+ + 2 Elektronen -> reduziertes NAD/ NADH + H+
Phosphorylierung:
Phosphorylierung von Molekülen macht sie weniger stabil und aktiviert es somit
Phosphorylierung ist die Hinzufügung von einem Phosphat Molekül zu einem
organischen Molekül
Besondere Aminosäure Sequenzen sind Bindungsstellen für das Phosphat Molekül
Die Hydrolyse von ATP setz Energie in die Umwelt frei = „exergonsiche Reaktion“
Glykolyse und ATP:
Die Umwandlung von Glukose zu Glukose-6-Phosphat ist endergonisch
Glykolyse gibt einen geringen gewinn an 2 ATP ohne Sauerstoff zu benötigen
Glykolyse ist die Umwandlung von Glukose zu Pyruvat
Pyruvat ist ein Produkt von Glykolyse:
Fructose-biphosphat -> 2 triose-phosphat
Triose-phosphat -> glycerate-3-phosphat
o Hierbei wird genug Energie gewonnen, um ATP herzustellen
Oxidiert weil Wasserstoff Atome abgegeben werden
