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

1 Enzyme
________________________________________________________________
1.6.4 Bildung des Acetyl-Coenzyms A
Das Ausgangsmolekül des Citratzyklusses ist das Acetyl-Coenzym A. Dieses
wird aus Pyruvat gewonnen. Die Orte der weiteren Reaktionsschritte sind die
Mitochondrien der Zellen. Diese werden als „Kraftwerke der Zelle“ bezeichnet,
weil in ihnen die weitaus größte Energiegewinnung, in Form von ATP,
stattfindet. In den Mitochondrien läuft sowohl der Citratzyklus als auch die
Atmungskette ab. Diese beiden ineinander verschalteten Prozesse liefern fast
den gesamten Energiebedarf einer Körperzelle. Dabei handelt es sich um die
weitaus effektivsten bekannten Stoffwechselprozesse. Der Ausgangspunkt
dieser Stoffwechselprozesse ist auch die Glycolyse und somit das dabei
entstandene Pyruvat. In den Mitochondrien der Zellen entsteht durch oxidative
Decarboxylierung des Pyruvats das Acetyl-Coenzym A. Als Cofaktoren werden
bei dieser Reaktion NAD + und Coenzym A benötigt. Die ablaufende Reaktion
wird über den Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex katalysiert. Der Komplex
besitzt sowohl Oxidoreduktasen als auch Transferasen.
Im Anschluss stellt sich die Frage, warum so viele Organismen die Gärung als
Hauptstoffwechselweg wählen, obwohl sie nur einen vergleichsweise geringen
Anteil der Energie, die in Glucose steckt, freisetzen kann. Die Gründe hierfür
sind evident. Hauptsächlich Bakterien nutzen die Gärung als Stoffwechselprozess,
welche oft in sauerstoffarmen oder sauerstofffreien Lebensräumen
leben. Um dort überleben zu können benötigen sie einen möglichst effektiven
Stoffwechsel, der ihnen erlaubt auch ohne Sauerstoff Energie gewinnen zu
können. Aber auch Körperzellen von höheren Organismen nutzen
Gärungsprozesse um für Energie zu sorgen. So nutzt beispielsweise das
menschliche Muskelgewebe die Milchsäuregärung um bei starker
Beanspruchung ihren ATP-Bedarf zu decken. Dies geschieht vor allem dann,
wenn der ATP-Bedarf der Zellen schneller steigt als der Körper Sauerstoff zur
Verfügung stellen kann. Aber auch viele Nahrungsmittel sind das Resultat von
verschiedenen Gärungsprozessen. Joghurt, Käse, Wein und Sauerkraut sind nur
einige Beispiele hierfür.
54