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