Biochemie und Biotechnologie in der Schule: Hubertus ... - ChidS

1 Enzyme
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Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase stellt gleichzeitig eine Transferase
und Oxidoreduktase dar, da sie sowohl eine Phosphorylgruppe überträgt als
auch eine Redoxreaktion katalysiert. Hier laufen also zwei Reaktionen ab.
Im ersten Schritt der Reaktion wird der Aldehyd zur Carbonsäure oxidiert.
Diese Reaktion ist thermodynamisch stark begünstigt und läuft fast vollständig
in Produktrichtung ab.
Der zweite Schritt ist die Übertragung der freien Phosphorylgruppe auf die
Carbonsäure. Das entstandende Produkt ist Acylphosphat. Thermodynamisch
betrachtet ist dieser Schritt sehr ungünstig, so dass trotz Einsatz des
Katalysators nur eine geringe Menge an Produkt gebildet würde. Da die
Reaktionen aus diesen thermodynamischen Gründen nicht nacheinander
ablaufen können, laufen sie konzertiert (gleichzeitig) ab. Durch diese
gekoppelte Reaktion wird die bei der Oxidation freigesetzte Energie in ein
hohes Phosphorylierungspotential umgewandelt, so dass die Carbonsäure
phosphoryliert werden kann. Diese Art der gleichzeitigen Reaktion ist aber nur
möglich, weil das Enzym Glyceridaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase beide
Reaktionsschritte in seinem aktiven Zentrum ablaufen lassen kann. Ohne eine
enzymatische Katalyse wäre diese Reaktion also aus thermodynamischer Sicht
unmöglich. Die beiden Reaktionsschritte der gekoppelten Reaktion lassen sich
wie folgt darstellen:
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