Atmungskette: Klausurvorbereitung

Die Atmungskette ist der letzte Schritt des Glucose-Abbaus. In der Glycolyse wird die Glucose in zwei Moleküle Pyruvat zerlegt,
dabei werden 2 ATP pro Glucose-Molekül gewonnen. Im Anschluss daran findet der Citratzyklus statt, dessen Endprodukt die Reduktionsäquivalente NADH/H+ und FADH2 sind. Diese als Wasserstoffüberträger fungierenden Coenzyme geben ihren Wasserstoff dann in der Atmungskette an Sauerstoff ab, es findet praktisch eine Knallgasreaktion statt, die sehr exotherm abläuft. Die dabei frei werdende Energie wird zur Gewinnung von ATP eingesetzt, welches dann das eigentliche Endprodukt des Glucose-Abbaus ist.

Atmungskette ( Oxidative Phosphorylierung, ATP-Bildung,Protonengradient )

•Beim Abbau eines Moleküls Glucose über die Glykolyse und den Citronensäurezyklus sind zwei Moleküle ATP und ein Molekül GTP entstanden
•Daneben wurde auch coenzymgebundener Wasserstoff in Form von NADH+H+ und FADH2 gebildet
•Sie stellen energiereiche Moleküle dar, weil sie Elektronenpaare besitzen, die unter Energiefreisetzung leicht auf Sauerstoff übertragen werden können
•Diese Reaktion entspricht formal einer Knallgasreaktion, bei der Knallgasreaktion werden Elektronen von Wasserstoff auf Sauerstoff übertragen
•Im Stoffwechsel gehen von NADH+H+ und FADH2 auf Sauerstoff über
•Diese Elektronenübertragung findet an der inneren Mitochondrienmembran statt
•Sie erfolgt schrittweise über eine Elektronentransportkette, in der mehrere Elektronentransportmoleküle wie z.B. Cytochrom-Enzyme hintereinander liegen
•Dadurch wird die Energie nicht schlagartig, sondern "portionsweise" Frei
•Sie kann dadurch zur Phosphorylierung von ATP herangezogen werden
•Die Reaktionen der Atmugskette heißen deshalb auch oxidative Phosphorylierung oder Atmugskettenphosphorylierung
•Der Mechanismus der ATP-Bildung beginnt mit dem Aufbau eines elektrochemischen Protonengradienten an der inneren Mitochondrienmembran
•Treibende Kraft für den Protonentransport durch die innere Mitochondrienmembran, und zwar von innen nach außen, ist der schrittweise Elektronentransport über die Coenzyme der Atmungskette
•Man hat experimentell herausgefunden, daß an drei Stellen der Elektronentransportkette Protonenpumpen existieren, die während des Elektronenflusses Protonen durch die innere Mitochrondirenmembran transportieren
•Tatsächlich kann man an dieser Membran einen pH-Unterschied von 1,4 Einheiten messen, wobei der pH-Wert außen niedriger ist als innen
•Die ATP-Synthese selbst findet beim Zurückfließen dieser Protonen von außen nach innen statt, wenn also dieser Protonengradient wieder abgebaut wird
•An einem Enzym, das aus mehreren Proteinbausteinen besteht und einen Kanal besitzt, läuft die ATP-Synthese ab
•Die Syntheseorte hat man inzwischen auch elektronenoptisch als kleine kugelige Gebilde auf der Matrixseite der inneren Mitochondrienmembran nachweisen können
•Zwei zurückfließende Protonen liefern die Energie zur Synthese eines ATP-Moleküls
•Der Vorgang der ATP-Bildung über den Aufbau eines Protonengradienten und den Energiegewinn durch Ausgleich dieses chemisch-osmotischen Konzentrationsunterschieds muß noch in vielen Einzelheiten experimentell überprüft werden.
•Als chemiosmotische Hypothese wird diese Vorstellung allerdings weitgehend anerkannt

mhm... joa =) danke