Koenzym

Einführung in die Biochemie
Koenzyme
Bei Transferasen, Phosphotransferasen und anderen Enzymen beobachtet man, dass das
Einsetzten der enzymatisch katalysierten Reaktion einen Reaktionspartner voraussetzt.
Da ohne diese Reaktionspartner keine Enzymreaktionen zustande kommen können, hat
man sie als notwendige Bestandteile der Enzyme aufgefasst und sie Koenzyme genannt.
Substrat
Koenzym
Enzym-SubstratKomplex
Enzym
Produkt
verändertes
Koenzym
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Einführung in die Biochemie
Koenzyme
Nicotinamidnucleotide
Hilfestellung bei der Übertragung von Wasserstoffdurch Oxidoreduktasen leistet das
Koenzym NAD+ (Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid) und NADP+ (NAD-phosphat).
Die reduzierten Formen sind NADH2 und NADPH2.
NH2
O
Nicotinamid-adenin-dinukleotid NAD
N
N
NH2
-
N
N
Adenin
HO
O
O
O
II
I
CH2 – O – P – O – P – O – H2C
I
I
II
O O
OH
N+
O
Nicotinamid
OH
OH
O
I
P
Nicotinamid-adenin-dinukleotid-phosphat NADP
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Einführung in die Biochemie
Koenzyme
Bei der Reduktion der Koenzyme, also der Wasserstoffaufnahme, werden zwei
Elektronen in Form eines Hydridions H- übertragen. Das zweite H-Atom wird als
Folge einer Protonierung angelagert.
NAD + H- + H+
Red
NADH2
Ox.
H
H
O
O
NH2
NH2
+ 2H
N+
R
oxidierte Form des
Nicotinamids (NAD+)
- 2H
+ H+
N+
R
reduzierte Form des
Nicotinamids (NADH)
NAD/NADH2 ist das Koenzym für die abbauenden Stoffwechselprozesse.
NADP/NADP2 ist das Koenzym für die aufbauenden Stoffwechselprozesse
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Einführung in die Biochemie
Koenzyme
Adenosinphosphate
Abhängig von der Anzahl der Phosohatgruppen unterscheidet man Mono-, Di- oder
Triphosphorsäure; AMP, ADP, ATP
ATP dient den Zellen aller
Lebewesen als universeller
Transport und Speicherstoff
für Energie. In den
chemischen Bindungen der
Triphosphateinheit ist
Energie gespeichert, die bei
der hydrolytischen Spaltung
der Bindung freigesetzt wird.
Adenosintriphosphat wird
unter der Freisetzung von 30
kj/mol hydrolytisch in
Adenosindiphosphat und
Phosphat gespalten.
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Einführung in die Biochemie
Koenzyme
Koenzym A (Acylierung)
Enzym mund Koenzym bilden funktionell eine Einheit (Holoenzym). Die katalytisch
wirksame Komponente ist immer ein Protein, das im Holoenzym als Apoenzym bezeichnet
wird.
NH2
N
N
O
H CH3
\\ I
I
O
C – C – C – CH2 – O – P – P – O – H2C
\\
/
I
I
I
C – CH2 – CH2 – NH HO CH
3
/
O
– CH2 – CH2 – NH
/
β-Alanin
Pantoinsäure
P
N
N
O
OH
Pantothensäure
Pantethin
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Einführung in die Biochemie
Koenzyme
Nutzung von Enzymen durch den Menschen
•Nachweis von D-Glucose im Urin mithilfe von Teststäbchen zur Kontrolle und Erkennung
von Diabetes (Diagnostik)
•Lipasen zur Fettverdauung in verdauungsunterstützenden Medikamenten (Pharmazie)
•Herausschneiden von DNS Stückchen (Genetik)
•Analyse der Aminosäuresequenz eines Polypeptids (Analytik)
•Beseitigung von Trübung in Fruchtsäften (Lebensmittelchemie)
•Herstellung von Joghurt
•Zusatz von Proteasen in Waschmittel gegen eiweißhaltige Verunreinigungen
(Reinigungsmittel)
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