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In dieser Lerneinheit erfährst du etwas über den Prozess
der Oxidativen Phosphorylierung, der die Prozesse der
Atmungskette und Chemiosmose umfasst. Um über
diese komplexe Thematik möglichst umfassend Bescheid
zu wissen, sollten die nachfolgenden Seiten von dir voll-
ständig bearbeitet werden. Deinen Lernerfolg kannst du
bereits am Ende jedes Abschnitts selbst überprüfen: Auf
der Lernplattform sind jeweils Kontrollfragen und Muster-
lösungen aufrufbar. Auf den Seiten findest du neben In-
formationstexten, interaktive Moleküle und Animationen,
die dir ein realistischeres Bild von den an dem Prozess be-
teiligten biologischen Strukturen geben sollen. Erfahre mit Hilfe der 3d-Molekülmodelle eindrucksvoll
wie sich Struktur und Funktion in der Natur gegenseitig bedingen. Bevor du jedoch mit der eigent-
lichen Arbeit beginnst, verschaffe dir in diesem Abschnitt einen Überblick über die wesentlichen Be-
griffe, die auf den nächsten Seiten Verwendung finden. Wenn du die Begriffe beherrschst, fällt dir das
Verständnis der eigentlichen Thematik leichter!
Die wichtigsten Begriffe sind:
In der Biochemie versteht man unter dem Begriff
Oxidation dreierlei:
Sauerstoff wird aufgenommen,
Wasserstoff wird abgegeben
und mit dem Wasserstoff Elektronen abgegeben.
Bei der Reduktion ist es genau umgekehrt. Es wird:
Wasserstoff aufgenommen,
Sauerstoff abgegeben
und somit werden auch Elektronen aufgenommen.
Diese beiden Vorgänge sind hier sehr chematisch dargestellt. In der Realität finden sie beide auch
gleichzeitig statt. Das ist auch logisch: Wenn bei einer Reaktion Wasserstoff aufgenommen werden
soll, so muss dieser Wasserstoff auch irgendwo herkommen. Man spricht von einer Redoxreaktion
(Reduktion-Oxidation). Eine Verbindung A-H stellt den Wasserstoff zur Verfügung (Elektronen-
donator) und wird zu A oxidiert, eine andere Verbindung B übernimmt ihn (Elektronenakzeptor)
und wird dabei zu B-H reduziert. Chemische Systeme, in dem Oxidations u. Reduktionsreaktionen
nebeneinander ablaufen, werden auch Redoxsystem genannt.
In der Zelle kann kein gasförmiger Wasserstoff existieren, weil dieser sofort durch Diffusion die Zelle
verlassen würde. Die Zelle speichert Wasserstoff daher mit Hilfe von Coenzymen wie NAD, NADP,
FAD. Da ein solches Coenzym quasi die "Fähigkeit zu reduzieren" überträgt, spricht man hier auch
von "Reduktionsäquivalenten".
Coenzyme übernehmen eine Transportfunktion. man unterscheidet drei Klassen von Coenzymen,
die bei den Stoffwechselprozessen von Bedeutung sind. Coenzyme, die:
Energie in Form von Phosphatgruppen übertragen z.B. ADP/ATP, GDP/GTP
Reduktionsäquivalente in Form vo n Wasserstoff übertragen z.B. NAD/ NADH2, wie sie beim
Citratzyklus entstehen.
die Kohlenstoffatome z.B. in Form Acetylgruppen übertragen: Coenzym A, auch kennst du
bereits aus dem Citratzyklus.
Zur Übertragung von Wasserstoff bzw. Reduktionsäquivalenten wird in tierischen Zellen das Coenzym
NAD verwendet:
Soll eine Verbindung reduziert werden, so kann dafür NADH/H+ eingesetzt werden; es entsteht wieder
NAD+:
Das Coenzym kann nun mehr oder weniger fest an das Enzym gebunden sein. Im Falle einer festen
Verbindung wird das Coenzym als prosthetischer Gruppe bezeichnet. Häufig haben Ionen (z.B.
Magnesium, Eisen) die Funktion einer prosthetischen Gruppe. Einige wichtige Beispiele für prosthetische
Gruppen sind FAD, FMN und Hämgruppen (Siehe links).
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Phosphorylierung: Einführung</strong></font>
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</p>
<p>
<font size="4" face="Verdana"><b>NADH/ NAD</b>+
Nicotinamidadenindinukleotid ist ein Elektronen
transportierendes Coenzym, das an zahlreichen
Redoxreaktionen des Stoffwechsels der Zelle beteiligt ist.
Ein NAD+-Ion kann zwei Protonen und gleich- zeitig zwei
Elektronen aufnehmen: Das eine Proton und die beiden
Elektronen werden direkt vom NAD-Ion aufgenommen, das zweite
Proton wird "mitgeschleppt" (Siehe oben). </font>
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