Seminar 15.und 29.11.2013

Biochemie
Energiestoffwechsel
Glykolyse
15.Nov.2013
Gerhild van Echten-Deckert
Tel. 73 2703
E-mail: [email protected]
www.uni-bonn.de/~unc10022/
Nicht-enzymatische Glykierung von Proteinen
Löffler, Petrides: Biochemie und Pathobiochemie
Glykolyse - Übersicht
Vorbereitung:
Energiegewinnung:
Keine Einbahnstraße sondern
verzweigtes Stoffwechselnetz !!!
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Glykolyse
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Energetik der Glykolyse
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Schritte der Glykolyse: Phosphorylierung katalysiert von Hexokinase
„Isoenzyme“
• ubiquitär
• unspezifisch (katalysiert Phosphorylierung vieler Hexosen)
• benötigt Mg-ATP-Komplex als Cosubstrat
• KMGlc < 100 µM !!!
• Beachte:
• In der Leber Glukokinase
• KMGlc = 10 mM
Induced fit
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Schritte der Glykolyse: Isomerisierung katalysiert von Glucosephosphatisomerase
Lys
His
Reaktionsmechanismus:
Allgem.Säure/Base Katalyse
Biochemistry. Voet & Voet
Schritte der Glykolyse: Phosphorylierung katalysiert von Phosphofructokinase (PFK)
(geschwindigkeitsbestimmender Schritt)
Allosterische Regulatoren der PFK: ATP, AMP, Citrat, H+, F-2,6-BP (Aktivatoren, Inhibitoren)
Steuerung der F1,6BPase ist spiegelbildlich aber entgegengesetzt !!!
PFK2: ein bifunktionelles (Tandem)-Enzym
Hormonelle Steuerung des Enzyms ist
gewebsspezifisch
Schritte der Glykolyse: Aldolspaltung katalysiert von Aldolase
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Schritte der Glykolyse: Isomerisierung katalysiert von Triosephosphat Isomerase (TIM)
αβ-Barrel
•Katalyse über ein Endiol-Intermediat
•Mech: allgem. Säure/Base Katalyse
•K=[GAP]/[DHAP]=4,7x10-2
d.h. [DHAP]>> [GAP]
•Enzym arbeitet diffusionskontrolliert
•kcat/KM = 2x108 M-1s-1
Glycolysis
Schritte der Glykolyse: Oxydative Phosphorylierung katalysiert von GAP-DH
Teilreaktionen:
Exergonisch
ΔG0’= –43,1 kJ/mol
Endergonisch
ΔG0’= +49,4 kJ/mol
Mechanismus der GAP-DH katalysierten Reaktion
Schritte der Glykolyse: Phosphorylierung katalysiert von Bisphosphoglyceratkinase
Die Bisphosphoglycerat Kinase Reaktion
liefert die ersten ATP Moleküle:
Schritte der Glykolyse: P-umlagerung katalysiert von Phosphoglycerat Mutase
• Enzym benötigt kat. Mengen 2,3 BPG (Hb)
• 2,3 BPG überträgt ein Phosphat auf ein kat.
aktives His (aktive Form des Enzyms)
• Dephosphoenzym ist unwirksam (benötigt
Induktionsperiode)
• alternative Herkunft des 2,3-BPG aus 1,3-BPG
Schritte der Glykolyse: Dehydratisierung katalysiert von Enolase
Schritte der Glykolyse: Phosphorylierung katalysiert von Pyruvatkinase
• Enzym benötigt Mg2+ oder Mn2+
• bei Säugern allosterisch gesteuertes Enzym:
- Aktivatoren: F-1,6-BP, PEP
- Inhibitoren: ATP, Citrat, Ala