Vertiefendes Seminar zur Vorlesung Biochemie I - LIMES

Vertiefendes Seminar zur Vorlesung Biochemie I
09.01.2015
Atmungskette
O d i Phosphorylierung
Oxydative
Ph h li
Pentosephosphatweg
Photosynthese
Gerhild van Echten-Deckert
Fon. +49-228-732703
Homepage:
http://www.limes.uni-bonn.de
Die Bildung von Reduktionsäquivalenten beim Abbau der
Glucose und ihre Verwertungg bei der oxydativen
y
Phosphorylierung
1/2O2 + NADH + H+
H2O + NAD+
Go’= -218 kJ/mol
Go’= - n x F x Eo’
= - 2 x 96,5 x 1.14
Voet & Voet: Biochemistry
Bestimmung des Redoxpotentials
Sample half-cell
Standard half-cell
X¯ + H+ = X + ½ H2
X¯ = X + e¯
H+ + e- = ½ H2
Die mitochondriale Elektronentransportkette
Voet & Voet: Biochemistry
Der Weg der e- und p+ durch die mitochondriale Elektronentransportkette
Lodish et al.: Molecular Cell biology
Aufbau und Membranorientierung der F1/F0-ATP-ase
die die Funktion einer vektoriellen protonengetriebenen ATP Synthase erfüllt.
Biochemie u. Pathobiochemie.
Löffler & Petrides
ATP Synthase: Umwandlung elektrochemischer in mechanische Energie
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Protonenfluss durch die F0-Einheit der ATP-Synthase
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Mechanismus der ATP Synthese
Energieabhängige Konformationsänderung: O = open, T = tight, L = loose
Biochemie u. Pathobiochemie.
Löffler & Petrides
Experimenteller Nachweis für die Funktionsweise der ATP-Synthase
Voet and Voet: Biochemistry
Die Verwertung von Glykogen
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Der Pentosephosphatweg
(im Cytosol lokalisiert)
- Umwandlung von G6P in
Pentosephosphate
- Erzeugung von NADPH
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Der Pentosephosphatweg
1. Phase: Oxydative Decarboxylierung von G6P zu Ribulose5P
Biochemie u. Pathobiochemie.
Löffler & Petrides
2. Phase des Penthosephosphatweges (Umlagerung und Übertragung)
Voet & Voet: Biochemistry
G6P-DH-Mangel ist eine der verbreitetesten Enzympathologien
und betrifft hunderte Millionen Menschen
entdeckt durch das Auftreten von
hämolytischer Anämie bei einigen Patienten
nach Behandlung mit dem Antimalariamittel
Pamaquine
 vererbt über das X Chromosom
 oxydative Schädigung roter Blutkörperchen
(GSH)
 schützt vor Falciparum malaria
( l k
(Selektionsvorteil)
l)
Rote Blutkörperchen mit Heinz Körperchen
(lichtmikroskopische Aufnahme)
Photosynthese
Lichtreaktion:
- Lichtabsorption und Oxydation des Wassers
- Elektronentransport
e o e a spo (NADPH,
(N
, Protonengradient)
o o e g ad e )
- ATP-Bildung
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Dunkelreaktion:
k l ki
- CO2-Fixierung und Kohlenhydratsynthese mit Hilfe von
ATP und NADPH
Die Photosynthese ist in den Thylakoidmembranen lokalisiert
Lodish et al.: Molecular Cell Biology
Die 3 Stufen der CO2-Fixierung bei photosynthetisierenden Organismen
Lehninger: Principles of Biochemistry
RUBISCO katalysiert die CO2 Fixierung im Stroma der Chloroplasten
Struktur der katalytischen
y
Domäne
von RUBISCO
Folie RUBISCO
2. Stufe: Umsetzung von 3-P-Glycerat zu GA3P (Anfang des Calvin Cyclus)
GA3P kann als
i)Energiequelle genutzt,
ii) zu Transportzwecken in Saccharose oder iii)
zwecks Speicherung in Stärke umgewandelt
werden.
Lehninger: Principles of Biochemistry
3. Stufe: Regeneration des Ribulose 5-Phosphats (restliche Reaktionen des Calvin Cyclus)
Lehninger: Principles of Biochemistry