Kohlenhydrat-Abbau im Überblick

Nahrungsaufnahme
Mund
Verdauung
MagenDarmTrakt
(u.a. Zucker)
Dünndarm
Blut
Stärke
Transport
(Amylose,
Amylopektin,
Saccharose,
Maltose, Lactose,
u.s.w. )
Verdauungs
-enzyme
Der
„Vorgeschichte“
Kohlenhydratabbau
Zelle
Glucose
Leber
Pfortader
Transport
Lebervene
Glykogen
Blutkreislauf
Glucose
( C6 – Körper )
Gemeinsamer
Abbauschritt bei
Atmung und Gärung
Glykolyse
Zellplasma
BTS
(Brenztraubensäure)
(= Pyruvat)
Gärungen
anaerob
Milchsäuregärung
Milchsäure
( C3 )
( C3 ) ( 2x! )
Mitochondrium
Zellatmung
aerob
Alkoholische
Gärung
Ethanol + CO2
( C2 )
Ox. Decarboxylierung
Citratzyklus
Atmungskette
H2O + CO2
Die Glykolyse
ATP
2
( C6 )
BTS
( C3 )
2 ATP
ADP
Glucose-6-phosphat
2 ADP
ATP(Fructose-6-phosphat)
2
PEP
ADP
Fructose-1,6-diphosphat
(DHAP)
2 NAD+
2
NADH/H+
Dehydrierun
(1,3-dPGS)
g =
Oxidation
(2)GAP
2
ADP + Pi
2 ATP
(2-PGS)
2
3-PGS
Energiegewinn
Energieinvestition
Glucose
Bilanzgleichung der Glykolyse
Glucose ( C6 ) +
2 ( ADP + Pi ) + 2 NAD+
( C6H12O6)
2 BTS ( C3 ) +
( C3H4O3)
Summenformel
Halbstrukturformel
( CH3-C-COOH )
II
O
2 ATP + 2 NADH/H+
Die Oxidation der Glykolyse als Strukturformelgleichung
Aldehydgruppe
O
Säuregruppe
H
NAD+
C
H2C
GAP
NADH/H+
C
OH
O
=
GlycerinAldehydPhosphat
H
P
O
+ H2O
ADP + Pi
OH
O
O
+ H2O
C
H
(nur LK!)
ATP
Kondensation
!
C
H2C
PGS
OH
O
=
PhosphoGlycerinSäure
P
O
Gärungen
Milchsäure – Gärung
Alkoholische Gärung
CO2 +
Ethanol
H
I
CH3 – C – H
I
OH
Hydrierung
= Reduktion
Glucose
+
+
NAD
Weshalb
erfolgt jeweilsNAD
der
abschließende Gärungsschritt,
Glykolyse
wenn in der Glykolyse bereits die
gesamte Energie der Gärungen
+
NADH/H
NADH/H+
gewonnen
wurde?
Acetaldehyd
Ethanal
CH3 – C – H
II
O
Milchsäure (Lactat)
BTS
CO2
CH3 – C – COOH
II
O
H
I
CH3 – C – COOH
I
OH
Hydrierung
= Reduktion
Bilanzgleichungen der Gärungen
inklusive Glykolyse
Alkoholische Gärung
Glucose ( C6 ) + 2 ( ADP + Pi )
( C6H12O6)
2 Ethanol ( C2 ) +
2 CO2 +
2 ATP
( C2H6O )
( CH3-CH2OH )
Milchsäure – Gärung
Glucose ( C6 ) + 2 ( ADP + Pi )
( C6H12O6)
2
Milchsäure ( C3 )
( C3H6O3)
( CH3-CHOH-COOH )
+
2 ATP
Weiterverarbeitung der Brenztraubensäure bei der
Zellatmung
Oxidative
Decarboxylierung
C3
CO2
Coenzym A
BTS
Acetyl-CoA
NAD+
NADH/H+
= „aktivierte
Essigsäure“
C2
Citratzyklus
== Tricarbonsäurezyklus
Zitronensäurezyklus
= Citratzyklus
Krebszyklus
im Überblick
Oxalessigsäure
FADH2
3 NAD+
C4
C6
CO2
3 NADH/H+
C5
FAD
C4
≈GTP
ATP
GDP + Pi
Zitronensäure
CO2
Die Endoxidation in der Atmungskette
Energie
NADH/H+
∆G*
NAD+
I – IV Enzyme und
Coenzyme
2H
I
ADP + Pi
Die ATP-Bildung
bei dieser oxidativen Phosphorylierung erfolgt nicht
direkt, wie bei der
SubstratkettenPhosphorylierung,
sondern chemiosmotisch über
einen Protonengradienten (wie bei
der Photophosphorylierung).
FMNH2
(II: Fe/S-Protein)
Q = Ubichinon
FADH2
FMN
ATP
I: FMN = Flavinmononucleotid
(II)
FAD
Lipid!
III: Cytochrom b/c1
2H
Cytochrom c
Q
(grün = mobile Transporter)
QH2
2x
1e-
IV: Cytochrom a/a3
Fe3+
ATP
III
Fe2+
ADP + Pi
Wasserstofftransport =
Zweielektronentransport
2x
1eFe3+
IV
ATP
ADP + Pi
2H+
Fe2+
2x
1e+ O2-
Einelektronentransport
½ O2
H2O
Reaktion