Metabolismus

• a) [2Fe-2S], [3Fe-4S], [4Fe-4S]

• b) Elektronentransfer, als Cofaktor in Enzymen, Fe2+/Fe3+--> Beispiel: NADH-Dehydrogenase in Atmungskette, Aconitase in Citratzyklus

• c) [4Fe-4S]-Cluster in Aconitase--> nicht als Elektronentransfer, sonder katalytisches Zentrum/aktives Zentrum--> wenn Cluster weg dann Regulatorprotein für Eisen

• d) Isomerisierung, Citrat zu Isocitrat, Citrat-Zyklus

• ALAT = Alanin-Aminotransferase (Leber)

• ASAT = Aspartat-Aminotransferase (Leber und Muskel)

• GIDH = Glutamatdehydrogenase (Leber)

• LDH1 = Lactatdehydrogenase Isoenzym 1 (Herzmuskel)

• CK = Kreatinkinase (Herz und Skelettmuskeln)

• AP = Alkalische Phosphatase (Leber)

• Enzyme im gesunden Menschen intrazellulär--> wenn Enzyme im Serum und co dann Hinweis auf Zellschädigung oder Zelltod

• genannten Enzyme sind alles Zellenzyme

• Außenmembran: Carnitin-Shuttle, Lipidbiosynthese

• Intermembranraum: Cytochrom c-Freisetzung (Apoptose), Kreatinphosphat-Shuttle

• Innenmembran: Atmungskette (Elektronentransportkette), ATP-Synthese durch ATP-Synthase

• Matrix: Citratzyklus, Beta Oxidation

• Komplex I: NADH Ubichinon Oxidoreduktase, Transport 4H+ in Intermembranraum--> NADH zu NAD+ und Hybridion--> Hybridion und FMN zu FMNH2 und wieder zurück--> 2e- über FeS-Zentren zu Ubichinon (Q)--> Ubichinon zu Ubihydrchinon (QH2) in innerer Membran

• Komplex II: Succinat-Ubichinon-Oxidoreduktase (mit Häm b560), kein H+ Transport, Succinat zu Fumarat und dadurch FADH2, FADH2 zu FAD und 2e- über FeS-Zentren zu Ubichinon (Q)--> Q zu QH2 in innerer Membran

• Komplex III: Ubichinol-Cytochrom-c-Oxidoreduktase, H+ Tansport in Intermembranraum, Q-Zyklus mit 2 Halbzyklen, Wechsel von Q und QH2--> Netto: 2H+ pro Oxidiertes Ubihydrochinon

• Komplex IV: Cytochrom-c-Oxidase, 4H+ in Intermembranraum, Cytochrom c 4e- an CuA , dann zu Häm a und Häm a3 , gleichzeitig Sauerstoff an CuB--> CuB und Häm a3 als binukleäres Zentrum für Sauerstoffverbrauch (4H+ und O2 aus Matrix zu 2 H2O

• Komplex V: ATP Synthase, Protonengradienten zur Synthese von ATP aus ADP und Pi

• a) längeres Fasten, Diabetes mellitus, Kohlenhydratarme Ernährung, Mitochondrien in Leber--> Ketogenese: Umwandlung Acetyl CoA in Ketonkörper (viel Acetyl CoA aber wenig Oxalacetat, kein Citratzyklus)

• b) 

• c) Kohlenhydratstoffwechsel: Gluconeogenese steigt (zu wenig Glucose), Aminosäurestoffwecshel: Muskelproteinabbau, Alanin/Glutamin für Gluconeogenese (Aminotransferase steigt), Fettstoffwechsel: Lipolyse steigt, beta Oxidation, viel Acetyl CoA, viel Ketonkörper

• a) Vitamin B7, B8, H aus Lachs--> Carboxylierug oder Carobxygruppentransfer zw. SUbstraten--> Acetyl-CoA-Carboxylase (Acetyl-CoA zu Malonyl-CoA, Fettsäurebiosynthese UND Pyruvat Carboxylase (Pyruvat zu Oxalacetat, Gluconeogenese)

• b) VItamin B1 aus Haferflocken--> Transfer C2 Fragmeneten mit Carbonylgruppe--> alpha-Ketoglutarat-DH (Alpha-Ketoglutarat zu Succinyl-CoA, Citrat Zyklus) UND Pyruvat Dehydrogenase Komplex (E1, Pyruvat zu Acetyl CoA)

• a) anaerobe Glykolyse: Glucose zu Lactat durch LDH und ATP Erzeugung

• b) 

• --> Glutaminsäure, Cystein, Glycin

• Aufgabe: Antioxidans, neutralisierte reaktive Sauerstoffspezies (ROS) wie Wasserstoffperoxid--> Glutathion zu GSSG (oxidiert) und durch Glutathion Reduktase regeneriert

• c) Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase-Mangel (Pentosephosphatweg, liefer NADPH)--> nicht ausrechend NADPH gebildet--> reduziertes GLutathion fehlt (weniger Regeneration)--> oxidaiver Stress durch Peroxide--> Erythrozytenmembranen werden geschädigt--> Hämolyse--> Anämie

• Phosphatase: Abspaltung Phosphatgruppe (Hydrolyse)

• Phospholipase: Spaltung Phospholipide (PLC in DAG und IP3)

• Protease: Spaltung von Peptidbindungen in Proteinen

• Citrullin: Harnstoffzyklus

• alpha Ketogultarat: Citratzyklus

• Fructose 6 phosphat: Glykolyse/Pentosephosphatweg

• beta-Ketoacyl-CoA: beta Oxidation der Fettsäuren

• c) Cofaktor: Pyridoxalphosphalt/PLP (Vitamin B6 Pyridoxin)--> kovalent über eine Schiff'sche Base mit epsilon-Aminogruppe eines Lysinrest im aktiven Zentrum des Enzyms

• d)

1. Transaminierung (Alanin und alpha Ketoglutarat zu Pyruvat und Glutamat, Überträgt Aminogruppe)

2. Decarboxylierung (Glutamat zu gamma-Aminobuttersäure)

3. Glykogenolyse (Glucose zu Glucose 1 phosphat, Stabilsierung Übergangsprodukt)

• Enzym: Transaminase (Aminotransferase)

• Cofaktor: Pyridoxalphoshat (PLP aus Vitamin B6 Pyridoxin)

1. Schiff'sche Base Bildung (Aminogrupppe der Aminosäure mit Aldehydrgruppe von PLP zu Imin)

2. Ketimin Zwischenstufe: Umalgerung der Elektronen (instabil)

3. Abspaltung Aminogruppe: Aminogruppe auf PLP--> PLP zu PMP (Pyridoxalmonophosphat)--> Aminosäure zu alpha-Ketosäure

4. PMP reagiert mit zweiter alpha-Ketosäure--> Übertragung Aminogruppe (PMP wieder zu PLP)

• oxidative Desaminierung

• primär in Leber

• Glutamat + NADP+ oder NAD+ + Wasser <-> alpha-Ketoglutarat + NADPH/NADH + H+ + NH4+

• REVERSIBEL

• Abbau von Aminosäuren zu Ammoniak und alpha Ketosäure

• gewonnenes alpha Ketoglutarat in Citratzyklus einspeisen

• B1: Thiamin--> Thiaminpyrophosphat (TPP) bei Pyruvat Dehydrogenase (E1)

• B2: Riboflavin--> Flavinadenindinukleotid (FAD) oder FMN--> Succinat Dehydrogenase (Komplex I und II Atmungkette)

• B3: Niacin/Nicotinsäure--> Nicotinadenindinucleotid (NAD+/NADP+)--> Lactat Dehydrogenase

• B5: Pantothensäure--> Coenzym A--> Citrat Synthase

• B6: Pyridoxin--> Pyridoxalphosphat (PLP)--> Transaminasen

• H: (B7/B8) Biotin-_> Biotin--> Pyruvat Carboxylase, Acetyl CoA Carboxylase

• a) 2 Reaktionen: Glucose durch Hexokinase (irreversibel) zu Glucose-6-phosphat UND Fructose-6-phosphat durch Phosphofructokinase (irreversibel) zu Fructose-1,6-bisphosphat

• b) bei aerober Glykolyse: Pyruvat zu Acetyl CoA durch Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex; bei anaerober Glykolyse: Pyruvat zu Acetaldehyd

• a) 

1. Ribose-5-phosphat in Nukleotidsynthese

2. Glycerinaldehyd-3-phosphat/Fructose-6-phopshat entweder Glykolyse oder GLuconeogenese

3. NADPH für reduktive Biosynthesen (Fettsäuren, Cholesterin)

• b) NADP zusätzliche Phosphatgruppe an 2' Position der Ribose  

•  c) Fettsäuresynthase: NADPH als Reduktionsmittel bei Verlängerung von Fettsäureketten--> 2 Reduktasen

• bei Energie- und Kohlenhydratmangel

• Bei Fasten, Kohelnhydratarmer Ernöhrung und Diabetes Mellitus

• Citratzyklus: Wenn viel Acetyl CoA vorliegt aber Mangel an Oxalacetat--> kein Citratzyklus--> Ketogenese

1. Hydrolyse der Nährstoffe in Grundbausteine

2. Überführung in Acetyl CoA

3. Oxidation Acetyl-CoA zu CO2 

4. Reduktionsäquivalente(NADH und FADH2 bspw aus Citratzyklus) aus 2 und 3 zur ATP Gewinnung

• größtes Phosphatgruppenübertragungpotential: Phosphoenolpyruvat (PEP zu Pyruvat)

•  P = PO4 3-

• ATP ist stabiler, kontrollierte Hydrolysierung, universell verfügbar, mehrere Phosphatgruppenübertragung möglich--> PEP reaktionsspezifisch

• NAD+ zurückgewonnen einfach per Elektronentransportkette/Atmungskette (aerob) oder durch Lactatdehydrogenase (anaerob, Pyruvat zu Lactat)

• Phosphatase: Abspaltung Phosphatgruppe (Hydrolyse)

• Phosphorylase: Spaltet eine Bildung unter Zugabe von anorganischem Phosphat (Pi) (Glykogenphosphorylase)

• Lyase: spaltet Moleküle/Pindungen ohne Wasser oder Redoxreaktion

• Regulation: aktiviert durch Phosphorylierung durch Phohrylase-Kinase, Inaktivierung durch Proteinphosphatase 1 (Entfernung Phosphatgruppe), Glucagon und Adrenalin als Signalgeber

• Signalweg Glucagon und Adrenalin:

1. Bindung an GPCR

2. Aktivierung Adenylatcyclase-->cAMP steigt

3. cAMP aktiviert PKA

4. PKA phosphoryliert Phosphorylase-Kinase

5. Phoshorylase-Kinase aktiviert Glykogenphosphorylase--> Glykogenabbau

• Glucagon bindet an GPCR--> aktviert Adenylatcyclase--> cAMP steigt--> PKA wird aktiviert

• PKA phosphoryliert PFK-2/FBPase-2 (biofunktionales Enzym = Phosphofructokinase-2/Fructose-2,6-bisphosphatase)

• Phosphatase Domäne wird aktiviert--> Fructose-2,6-Bisphosphat wird zu Fructose-6-phosphat-abgebaut

• Glykolyse wird gehemmt, Gluconeogenese steigt

• Glykolyse: ATP/ADP, NAD+/NADH

• Glykogensynthese (ausgehend von Glucose-6-phosphat): UTP

• Gluconeogenese: ATP, GTP, NADH

• Harnstoffzyklus: ATP, ADP, AMP

• Citratzyklus: NAD+/NADH, FAD/FADH2, GTP/GDP

• b) Glykogen (Glykogenolyse), Fettsäure (mit beta Oxidation), Proteine (Transaminierung)

• c) Protonenmotorische Kraft ist elektrochemischer Gradient über innere Mitochondrienmembran--> chemischer Gradient (delta pH), da Unterschied zw. pH in Matrix und Intermembranraum--> elektrische Gradient: Membranpotential durch Ladungstrennung (außen mehr positiv)--> Gradienten treiben ATP-Synthase an

• a) Enzym, welche geschwindigkeitsbestimmende Reaktion im Stoffwechselweg regulatorisch kontrolliert

• Schlüsselenzym Glykogensynthese: Glykogensynthase

• Hormonell: Insulin desphosphoryliert Enzym (aktiviert) durch Phosphatase und Glucagon/Adrenalin phosphoryliert Enzym (hemmt) durch PKA

• Glucose-6-phosphat aktiviert allosterisch

• Enzymkaskaden: Proteinphosphatase 1 (PP1) aktiviert Glykogensynthase, PKA hemmt PP1 und hemmt indirekt Glykogensynthase

Glykogenphosphorylase

• reziproke Regulation: gegenseitige, koordinierte Steuerung zweier entgegengesetzter Stoffwechselwege (Glykogensynthese vs. Glykogenolyse)--> gleichzeitiger Aufbau und Abbau verhindert

• Insulin: aktiviert Glykogensynthase (Synthese steigt) und hemmt Glykogenphosphorylase (Abbau sinkt)

• Glucagon/Adrenalin: aktiviert Glykogenphosphorylase (Abbau steigt) und hemmt Glykogensynthase (Synthese sinkt)

• beta Oxidation: FAD, NAD+, ATP/AMP

• Gluconeogenese: ATP, GTP, NADH

• Glykogensynthese: ATP, UTP (--> Bildung UDP-Glucose)

• Glykogensynthase phosphoryliert (inaktiv) und dephosphoryliert (aktiv)

• Insulin vermitteln PP1 - Aktivierung (Proteinphosphatase 1)--> Dephosphorylierung--> Glykogensynthase aktiviert

• Glucose-6-phosphat als allosterische Aktivierung

• Glucagon/Adrenalin an GPCR--> cAMP steigt--> cAMP aktiviert PKA--> PKA phosphoryliert G-Untereinheit von PP1--> Ablösung der PP1 von Glykogenpartikel--> kein Dephosphorylierung (also Phosphorylierung)--> Glykogensynthase gehemmt und Glykogenphosphorylase aktiviert

• Fettsäuren--> Carnitin Shuttle und beta-Oxidation--> Acetyl-CoA für Citratzyklus

• Aminosäuren--> Transaminierung/Desaminierung--> Pyruvat, Acetyl-CoA alpha-Ketoglutarat, Succinyl-CoA, Fumarat für Citrazyklus

• Glykogen--> Glykogenolyse und Glykolyse

--> bei allen Citratzyklus und dann FADH2 und NADH für Atmunskette

• oxidative Decarboxylierung

• Pyruvat zu Acetyl CoA

• Pyruvat-Dehydrogenase-Multienzymkomplex

• E1: Pyruvat Dehydrogenase mit TPP als Coenzym

• E2: Dihydrolipoyl Transacetylase

• E3: Dihydrolipoyl Dehydrogenase mit FAD/FADH2 und NAD+/NADH

• Wo: Mitochondrienmatrix

• Elektronentransportkette mit Komplex I-IV (alle H+ Transport in Intermembranraum außer II)

• ATP-Synthase (Komplex V)-->nutzt Rückströmung der Protonen in Matrix und elektrochemischen Gradienten

• Oxidative Phosphorylierung: Elektronentransportkette/Atmungskette und ATP Synthese

• Wo: Mitochondrienmatrix an innerer Mitochondrienmembran (Citratzyklus in Mitochondrienmatrix)

• a) Isoenzyme: von verschiedenen Genen codierte Enzyme die die gleiche biochemische Reaktion katalysieren, Unterschied in Primärsequenz, Art ihrer Regulierung und Vorkommen

• Beispiele: LDH1 bis LDH5 (LDH1 im Herz und LDH5 in Leber/Skelettmuskel), CK-MM (Muskel), CK-MB (Herz), CK-BB (Gehirn)

• Isoenzyme ermöglichen gewebsspezifische Zurodnung--> Hinweise auf Zellschädigung und Zelltod

• b) Enzyme beschleunigen Reaktionen, schnelle Gleichgewichtseinstellung, senken, Aktivierungsenergie, stabiliseren Übergangzustand

• a) Glykolyse (Glycerinaldehyd-3-DH, Glycerinaldehyd-3-phost zu 1,3 Bisphosphoglycerat), Citratzyklus (Isocitrat-DH, Isocitrat zu alpha Ketoglutrarat), Milchsäuregährung (anaerob, LDH, Pyruvat zu Lactat)

• b) NAD+ nimmt 2e- und 1H+ auf--> Reduktion zu NADH--> zweites H+ bleibt im Cytoplasma--> formal Aufnahme von Hybridion (H-)

• c) NADH absorbiert Licht bei 340 nm (messbar), NAD+ bei 260 nm--> Änderung der Absorption zeigt Zunahme oder Abnahme bei NADH--> Einblick in Redoxstatus und somit indirekt Aktivität von Dehydrogenase und Stoffwechselwegen

• a) irreversibel, stark exergon: 

• b) 2 CO2, 3 mal NADH + H+, 1 FADH2, 1 GTP

• c) "Auffüllreaktion", Regeneration der Intermediate des Citratzyklus--> Pyruvat zu Oxalacetat mittels Pyruvatcarboxylase oder Aminosäure Abbau

• Gewebespezifisch: Erhöhte Konzentration eines bestimmten Isoenzyms im Blut zeigt, welches Organ geschädigt ist.

• LDH-1 ↑ → Hinweis auf Herzinfarkt

• LDH-5 ↑ → Hinweis auf Leber- oder Muskelschaden

• Phosphofructokinase 1: Schlüsselenzym Glykolyse--> Fructose-6-Phosphat zu Fructose-1,6-bisphosphat

• PFK1 aktiviert durch Fructose-2,6-bisphosphat und gehemmt durch ATP (Glykolyse gedrosselt)

• Fructose-1,6-bisphosphatase: Schlüsselenzym Gluconeogenese--> Fructose-1,6-bisphosphat zu Fructose-6-phosphat

• FBPase aktiviert durch Citrat (Signal für ausreichende Energie) und gehemmt durch Fructose-2,6-bisphosphat als reziproke Regulation

• bei Fasten, Low Carb ernährung oder Diabetes wird Oxalacetat mehr für Glucose Neubildung verwendet--> mehr Gluconeogenese

• wenn Glykolyse gehmmt--> weniger Oxalacetat uas Pyruvat

• Vitaminmangel (benötigt Cofaktor fehlt)

• hohe Synthese von Aminosäuren

• FAD: Flavin-Adenin-Dinukleotid

• FADH2: reduzierte Form von FAD

• kommen aus Riboflavin (Vitamin B2)

• Citratzyklus bei Succinat Dehydrogenase (Succinat zu Fumarat)

• beta Oxidation bei Acyl-CoA-Dehydrogenase (Acyl-CoA zu alpha-beta-Enoyl-CoA)

• Atmungskette bei Succinat Dehydrogenase (Komplex II, FADH2 gibt Elektronen an Ubichinon)

• a) Pentosephosphatweg oxidativer Teil, Schlüsselenzym, irreversibel, 

• b) nutzt NADP+ statt NAD+ (Citratzyklus), im Zytosol statt Mitochondrienmatrix (Citratzyklus), liefert NADPH für Biosynthese statt NADH/FADH2 für ATP Produktion (Citratzyklus)

• c) Transaldolase--> C3-Einheit von Ketose auf Aldolase--> nichtoxidativer Teil vom Pentosephosphatweg--> Lysinrest bildet mit Carbonxylgruppe der Ketose eine Schiff'sche Base--> Sedoheptulose-7-phosphat + Glycerinaldehyd-3-phosphat ⇌ Fructose-6-phosphat + Erythrose-4-phosphat

1. falsch--> Biotin als prosthetische Gruppe

2. falsch--> NADPH 

3. falsch--> Condensing Enzyme (CE)

4. falsch--> primär bis C16 (Palmitat) und längere Ketten durch Verlängerungsenzyme im ER

5. falsch--> Synthese endet mit Thioesterase

• a) Insulin fördert Glykogensynthese und hemmt GLykogenolyse--> Glykogensynthase durch Dephosphorylierung via PP1 (Proteinphosphatase 1) aktiviert--> gleichzeitig Inaktivierung durch Dephosphorylierung von Glykogenphosphorylase (senkt cAMP, wenig PKA Aktivität, weniger Phosphorylierung)--> GLucose speicher, Blutzuker senken

• GLucagon: fördert Glykogenolyse (Glykogenphosphorylase aktiviert durch Phosphorylierung, cAMP steigt, PKA steigt)--> hemmt Glykogensynthese (Glykogensynthase durch PKA phosphoryliert und inaktiv)

• b) Insulin hemmt Lipolyse--> Phosphodiesterase aktiviert--> cAMP sinkt--> PKA sinkt--> HSL sinkt--> weniger Spaltung von Triglyceriden; gleichzeitig mehr Fettsäurebiosynthese--> aktiviert Acetyl-CoA Carboxylase--> Malonyl CoA

• Glucagon: genau andersherum--> Lipoplyse steigt, Lipogenese sinkt (PKA phosphoryliert, inaktiviert Acetyl CoA Carboxylase und cAMP steigt, PKA steigt--> HSL aktiviert)

• a) Glykolyse (Uwandlung zu Fructose-6-phosphat zur Energiegewinnung), Gluconeogenese (Rückbildung zu Glucose, Glucosespeicher), Pentosephosphatweg (Bildung Ribose 5 Phosphat für Nukleotidsynthese oder Glycerinadlehyd 3 phosphat), Glykogensynthese (Umwandlung zu Glucose-1-phosphat), indirekt Glykogenolyse (ist Endprodukt)

• b) Pyruvat als Knotenpunkt: Citratzyklus (Umwandlung zu Acetyl Coa, Energiegewinnung), Milchsäuregärung (Anaerob, NAD+ Regeneration),  Gluconeogenese (Umwandlung zu Oxalacetat), alkoholische Gärung (Ethanol über Acetaldehyd, NAD+ Regeneration), Aminosäuresynthese (Transaminierung)

• a) gegenseitige Regulation zweier entgegengesetzter Stoffwechselwege (ein Weg wird aktiviert und der andere gehemmt)

• b) Endprodukthemmung, Endprodukt hemmt Aktivität eines Enzym am Anfang vom Stoffwechselweg

• c) ATP oder GTP direkt aus energierereichen Zwischenprodukten gebildet (ohne Atmungskette oder Sauerstoff)

• d) Verknüpfung einer erngieverbrauchende (endogene) Reaktion mit energieerzeugende (exerogene) Reaktion--> Gesamtreaktion thermodynamisch möglich

• reversible Reaktion, Aminogruppe von Aminosäure auf alpha Ketosäure und damit neue Aminosäure und neue alpha Ketosäure

• Beispiel: ALAT (Alanin Aminotransferase) PLP als Coenzym, Alanin + alpha Ketoglutarat <-> Pyruvat + Glutamat

• Transaminase zur Enzymklasse der Transferasen (EC-Klasse 2)

1. Oxidoreduktasen/Dehydrogenasen (Elektronentransfer)

2. Transferasen--> Gruppenübertragung (Transaminasen, Kinasen)

3. Hydrolasen--> Spaltung durch Wasser (Peptidase, Lipase)

4. Lyasen--> nicht hydrolytische Spaltung (Decarboxylase, Aldolase)

5. Isomerasen--> Isomerisierung

6. Ligasen--> Knüpfen einer Bindung unter ATP Verbrauch

7. Translokasen--> Transport über Membranen

• reduktive Biosynthesen (Fettsäure und Cholesterinsynthese)--> NADP+ bei Pentosephosphatweg

• Schutz vor oxidativem Stress--> Regeneration von Glutathion in Erythrozyten

• Ribose-5-phosphat im oxidativen Teil--> Zuckergrundgerüst Nukleotide

• Xylulose-5-phosphat und Ribulose-5-phosphat aus nicht oxidativen Teil 

• katalysiert geschwindigkeitsbestimmend Reaktion (meist irreversible)

• stark exergon (hohes negatives delta G)

• Übergangszustand wird stabilisiert (schneller erreicht)

• Fructose-1,6-Bisphosphat--> aktivierend

• ATP--> hemmend (Energieüberschuss vorhanden, Glykolyse gedrosselt)

• Alanin--> hemmend (ausreichende Pyruvatversorgung)

• nur indirekte Regulation über Enzyme, Substrate und Energiebedarf der Zelle

1. Alanin-Aminotransferase (ALAT / GPT)

   • Leber-spezifisch

   • Erhöht bei Hepatitis, Leberzellschädigung, Fettleber

2. Aspartat-Aminotransferase (ASAT / GOT)

   • In Leber, Herz, Muskel

   • Erhöht bei Herzinfarkt, Muskelverletzungen, Lebererkrankungen

➡️ Beide Enzyme werden im Blut gemessen. Ihr Verhältnis (De-Ritis-Quotient) hilft bei der Differenzierung von Leber- vs. Herzschäden

• Leber: Harnstoffzyklus, Glykolyse und co

• Muskel: hoher Energiebedarf--> GLkoylse, beta Oxidation, Citratzyklus

• die meisten Stoffwechselprozesse in Leber (Lipidstoffwechsel, Aminsoäureabbau, Harnstoffzyklus, Glucose/GLykogenregulation)

• Citrullin aus Harnstoffzyklus--> Harnstoffzyklus AUSSCHLIEßLICH in Leber

• vollständig reversibel--> flexibler Umschaltpunkt: entweder Glykogenolyse oder Glykogensynthese--> ideal für Regulation und Stoffwechselanpassung

• nur in Niere und Leber

• Pyruvat Carboxylase: Pyruvat zu Oxalacetat in Mitochondrienmatrix (ATP und Biotin)

• Phophoenolpyruvat-Carboxykinase: Oxalacetat zu Phosphoenolpyruvat (im Cytosol und Mitochondrien, GTP)

• Fructose-1,6-bisphosphatase: Fructose-1,6-bisphosphat zu Fructose-6-phosphat (im Cytosol, Regulation durch Fructose-2,6-bisphosphat)

• Glucose-6-phosphatase: Glucose-6-phosphat zu Glucose (IM GLATTEN ER)

• a) Komplex I (NADH Dehydrogenase), Komplex II (Succinat Dehydrogenase), Komplex III (Cytochrom c Reduktase, Rieske-FeS-Zentrum)

• b) Ubichinon (Coenzym Q), Cytochrom c, Eisen-Schwefel-Zentren, Hämgruppen (Cyotochrome), FAD, NAD+, FMN

• c) im Citratzyklus: Succinat + FAD --> Fumarat + FADH2 

• in Atmungskette: FADH2 an Enzymgebunden und gibt e- über FeS-Zentren an Ubichinon (Q)--> Ubihydrochinon (QH2)--> e- zu Komplex II

• a) Schiff'sche Base (Imin) 

• PLP auch in Glykogenphosphorylase (Glykogenolyse)

• b) Transaminierung

• PLP zu Schiff'sche Base mit Aminosäure--> "äußeres Aldimin"

• Abspaltung Aminogruppe--> PMP entsteht

• PMP überträgt Aminogruppe auf neue alpha Ketosäure

• Bildung neuer Aminosäure + Regneration von PLP

• a) Hexokinase (Glucose zu Glucose-6-phosphat), Phosphofructokinase (Fructose-6-phosphat zu Fructose-1,6-bisphosphat), Pyruvat-Kinase (Phosphoenolypryruvat zu Pyruvat)

• b) Fructose-1,6-bisphosphat (aktivierend), AMP/ADP (aktivierend), ATP (hemmend), Citrat (hemmend)

• c) Phosphatrest von energiereichem Zwischenprodukt auf ADP zur direkten Bildung von ATP OHNE Beteiligung von Atmungskette und Sauerstoff (Phosphoglycerat-Kinase und Pyruvat Kinase)

• a) Pentosephosphatweg

• b) glucose 6 phosphat --> 6 Phosphoglucono delta lacton

• b) NADPH Aufgaben: Reduktionskraft für Biosynthesen, Schutz vor oxidativem Stress (Regeneration von Glutathion)

• c) Ribose 5 Phosphat und NADPH