Glossar –

 

Pentosephosphatzyklus

 

„Die Glykolyse ist in den Erythrozyten [rote Blutkörperchen] neben dem Pentosephosphatweg die einzige Möglichkeit zur Energiegewinnung.“

[Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Rapoport-Luebering-Zyklus]

 

Ausgangsprodukt des Pentosephosphatzyklus ist Glukose-6-Phosphat, das i. R. des ersten Schrittes der Glykolyse entsteht:

  • Phosphorylierung der Glukose unter ATP-Verbrauch durch die Enzyme Hexokinase oder Glukokinase

.

 

Phosphorylierung

 

Anlagerung eines Phosphorsäurerests.

 

Glykolytische Phosphorylierung (Substratkettenphosphorylierung):

Aufbau von ATP aus ADP und anorganischem Phosphat; die Energie wird erhalten in Form von Glyzerinaldehydphosphat.

 

Oxidative Phosphorylisierung (syn. Atmungskettenphosphorylierung):

Synthese von ATP (Adenosintriphosphat) zur Speicherung der bei der Oxidation in der Atmungskette freiwerdenden Energie.

 

ATP

Adenosintriphosphat:

Ist wichtigster Energielieferant des Intermediärstoffwechsels.

  • „Die äußerst intensive ATP-Synthese geht in den Mitochondrien vor sich.“

-> Siehe dazu: Mineralstoffe – Phosphor; Glossar – ATP, Zellorganellen etc.

 

Hexokinase

Enzym der Glykolyse.

Es phosphorylisiert – mit ATP als Coenzym:

- Glukose (syn. Traubenzucker, Dextrose)

- Fruktose (sog. Fruchtzucker)

- Mannose

- Glukosamin (Amin der Glukose)

- 2-Desoxyglukose

 

„Es benötigt Mg2+ (Magnesiumionen) als Cofaktor.“ [Pschyrembel]

  • “All of the hexokinases can mediate phosphorylation of glucose to glucose-6-phosphate (G6P), which is the first step of both glycogen synthesis and glycolysis.”

[Quelle und zum Weiterlesen: http://en.wikipedia.org/wiki/Glucokinase]

 

Glukokinase

Enzym der Glykolyse.

Es phosphorylisiert nur Glukose - mit ATP als Coenzym - zu Glukose-6-Phosphat.

Vorkommen v. a. in der Leber.

  • „Wird durch Insulin induziert und steigert dadurch die Glykolyse-Rate.“

Zur Erinnerung ...

GLYKOLYSE ist der Abbau der Glukose bis zum Laktat (Milchsäure) zur Energiegewinnung in Form von ATP. Endprodukt der Glykolyse ist Pyruvat bzw. Laktat: Unter anaeroben Bedingungen findet Milchsäuregärung (Laktatbildung) statt.

Pyruvate sind Salze der Brenztraubensäure und Verbindungsglied zwischen Aminosäuren- und Glukosestoffwechsel.

 

-> Siehe dazu: Glossar – Biotransformation etc.

 

 

 

Glukose und Glykolyse

  • Glukose ist das wichtigste Monosaccharid (sog. ‚Einfachzucker’) im Kohlenhydratstoffwechsel.
  • Der Glukosespiegel im Blut wird v. a. durch Insulin, Adrenalin und Glucagon reguliert.

 

Ein konstanter Glukosepiegel im Blut ist lebensnotwendig für energieverbrauchende Zellen,

insb. für Zellen mit hohem Energieverbrauch oder schlechter Sauerstoffversorgung.

 

Deshalb: Vorkommen der Glykolyse ...

... in allen Zellen, v. a. in Zellen und Geweben,

  • die zeitweise unter anaeroben Bedingungen viel Energie benötigen (Skelettmuskulatur), oder
  • die schlecht mit Sauerstoff versorgt sind (Retina (Netzhaut des Auges, Knorpel, Dünndarmschleimhautzellen).

Und:

  • Die Glykolyse ist einziger Energielieferant für reife Erythrozyten, da diese keine Mitochondrien besitzen und somit ihre Energie nicht aus der Atmungskette gewinnen können.

 

-> Siehe dazu auch: Dopamin & Co. – Insulin etc.; Essen & Co. – Kohlenhydrate; Zum Nachdenken – Blutgruppen (... und Kohlenhydrate), Hypoglykämie, Schockformen

 

Glukose-6-Phosphat

  • Glukose wird in der Zelle zu Glukose-6-Phosphat phosphoryliert.
  • Glukose-6-Phosphat kann zum Aufbau von Glykogen in Glukose-1-Phosphat umgewandelt werden. Aus Glukose-1-Phosphat entsteht mit UTP UDP-Glukose (sog. ‚aktivierte Glukose).

.

.

 

Glykogen

Ist die Speicherform der Glucose in osmotisch inaktiver Form bei einem Überangebot in der Nahrung.

Hauptspeicherorte: Leber und Muskel.

 

Aufgebaut wird Glykogen i. R. der Glykogenese,

abgebaut i. R. der Glykogenolyse.

 

Zur Erinnerung ...

GLYKOGENESE ist die Biosynthese von Glykogen (= Kurzzeitsspeicherform der Glukose).

 

GLYKOGENOLYSE ist der Abbau von Glykogen innerhalb der Zelle.

 

-> Siehe dazu: Glossar – Biotransformation etc.

 

Glukose-1-Phosphat

Entsteht durch Umwandlung von Glukose-6-Phosphat in Glukose-1-Phosphat durch die Phosphoglukomutase.

 

Bitte weiterlesen bei Wikipedia:

http://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoglucomutase etc.

 

Glukose-6-Phosphat

  • Aus Glukose-6-Phosphat entsteht mit UTP die sog. ‚aktive Glukose’ (UDP-Glukose).
  • Katalysierendes Enzym ist die UDP-Glukose-Pyrophosphorylase.

Bitte weiterlesen bei Wikipedia:

http://en.wikipedia.org/wiki/UDP-glucose_pyrophosphorylase etc.

 

-> Siehe auch: Mineralstoffe – Phosphor (Pyrophosphorsäure etc.)

 

Zum Nachdenken ...

„Die Aktivierung von Galaktose-1-Phosphat mit Uridindiphosphat ist Voraussetzung für die Epimerisierung an C-4 zu UDP-Glukose, die als Glukose-1-Phosphat der Glykolyse unterliegt. Die Reaktion ist i. R. der Biosynthese von Galaktose umkehrbar.“

[Pschyrembel 2007]

 

Galaktose

 

Galaktose ist ein Monosaccharid und kommt meist in gebundener Form vor in Laktose (sog. ‚Milchzucker’) und in Zerebrosiden. Zerebroside sind v. a. in der ‚weißen Gehirnsubstanz’ (Substantia alba) enthalten.

 

-> Siehe dazu auch: Essen & Co. – Kohlenhydrate, Biosynthese von Sphingosin (Baustein der Zerebroside); Wunderwerk Gehirn – Substantia alba etc.

 

UDP

UTP

Uridindiphosphat (UDP) und Uridintriphosphat (UTP):

 

UDP und UTP sind von Uridin abgeleitete sog. Nukleotide

(= Phosphorsäureester der Nukleoside).

  • Uridin ist ein Nukleosid aus Uracil und Ribose.
  • Uracil gehört zu den Pyrimidinbasen.

Pyrimidinbasen werden über Orotsäure als Zwischenstufe aus Carbamoylphosphat und Asparaginsäure biosynthetisiert.

  • Orotsäure ist ein physiologischer Metabolit.
  • Carbamoylphosphat ist Zwischenprodukt bei der Ammoniakentgiftung im Harnstoffzyklus. Es entsteht in der Leber und in der Niere aus Ammoniak (NH3) und Kohlendioxid (CO2) unter Verbrauch von ATP ...; Cofaktor (als allosterischer Aktivator von Bicarbonat) ist N-Acetylglutaminsäure.
  • Asparaginsäure ist Aminogruppendonor im Harnstoffzyklus und bei der Biosynthese der Purin- und Pyrimidinbasen.

[Wichtige Purinbasen sind: Adenin und Guanin.

Häufige Pyrimidinbasen sind: Uracil, Thymin und Cytosin.]

 

-> Siehe dazu auch: Essen & Co. – Kohlenhydrate; Glossar – ATP/GTP, Biotransformation, Puffersysteme, Zellorganellen (Ribosomen bzw. endoplasmatisches Retikulum [ER]); Zum Nachdenken – Hyperammonämie etc.

 

Uridintriphosphat ist wichtig für die Aktivierung von Hexosen.

  • „Es reagiert mit einer Hexose unter Bildung einer UDP-Hexose (sog. ‚aktive Hexose’), UDP esterartig an die Hexose gebunden.“  [Pschyrembel 1994]

-> Siehe dazu auch: Glossar – Biotransformation etc.

 

Zum Nachdenken, ‚Querdenken’ ...

 

Das Monosaccharid Ribose ist der Zuckerbestandteil der RNA (Ribonukleinsäure):

  • Eine Pentose, d. h., ein Zucker mit 5 C-Atomen.

Wichtige Formen der RNA im Zellstoffwechsel sind z. B.:

  • Messenger-RNA
  • Ribosomale RNA
  • Transfer-RNA
  • Virale RNA

Ribose ist außerdem Bestandteil von:

Cobalamin (Vitamin B12), einigen Coenzymen und von vielen Glykosiden.

 

[Wichtige Glykoside sind z. B.: Saccharose, DANN, Pyridinnukleotid-Coenzyme [NAD, NADP], Flavinadenindinukleotid [FAD], Streptomycin [Antibiotikum], Digitalisglykoside [herzwirksame Glykoside]].

 

Zu RNA bitte weiterlesen bei Wikipedia.

http://en.wikipedia.org/wiki/RNA etc.

 

 

 

Enzyme des Pentosephosphatzyklus

.

.

Transaldolase

Spaltet ‚aktives Dihydroxyaceton’ von einer Ketose ab und überträgt es auf eine Aldose.

 

Dihydroxyaceton entsteht beim enzymatischen Abbau von Kohlenhydraten; es ist eine Verbindung (‚isomere Triose’) aus Milchsäure (Laktat) und Glyzerinaldehyd.

 

Transketolase

Spaltet ‚aktives Glykoaldehyd’ – gebunden an das Coenzym Thiamindiphosphat* – von einer Ketose ab und überträgt es auf die Aldehydgrupe einer Aldose.

  • „Benötigt Mg2+ (Magnesiumionen) als Cofaktor.“ [Pschyrembel 1994]

* Alte Bezeichnung: Thiaminpyrophosphat. Thiamindiphosphat ist die ‚aktive Form’ des Thiamins (Vitamin B1).

 

„Bei einem Mangel [an Thiamin] steigt die Konzentration der Pentosephosphate in den Eryhtrozyten an.“ [Pschyrembel 1994]

 

-> Siehe dazu auch: Essen & Co. – ‚Wasser-Vitamine’; Glossar – Thiaminmangel etc.

 

Glykoaldehyd gehört zu den Aldehydalkoholen (= Oxidationsprodukte mehrwertiger Alkohole). Zu den Aldehydalkoholen gehört auch Glyzerinaldehyd.

 

 

 

[Zur Erinnerung ...

Ketosen tragen am C-Atom 2 eine Ketogruppe – z. B. Fruktose, Ribulose.

Aldosen tragen am C-Atom 1 eine Aldehydgruppe:

  • Hexosen - z. B. Glukose, Galaktose, Mannose
  • Pentosen – z. B. Ribose, Desoxyribose

-> Siehe dazu auch: Essen & Co. – Kohlenhydrate]

 

 

1. und 2. Schritt des Pentosephosphatzyklus

 

Oxidation (Dehydrierung) des Glukose-6-Phosphats

(durch Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase)

→ ergibt Glukonsäure-6-Phosphat

Oxidation (Dehydrierung) des Glukonsäure-6-Phosphats

(durch Glukonsäure-6-Phosphat-Dehydrogenase)

→ ergibt NADPH - für die Synthese von Fettsäuren, Cholesterin, Steroiden etc.

 

Decarboxylierung der entstandenen Betaketosäure

(durch Thiamindiphosphat)

→ führt zu Ribose-5-Phosphat - zum Aufbau der Nukleinsäuren (DNA, RNA), bes. während des Wachstums

 

[Ribose-5-Phosphat ist eine Pentose.

Bei einem Überangebot kann wieder Glukose entstehen.]

 

[NAD und NADP (sog. nicotinamidhaltige Pyridinnukleotid-Coenzyme) sind Coenzyme der Dehydrogenasen:

Sie spalten Wasserstoff von Substraten. Der auf diese Weise ‚aktivierte Wasserstoff’ wird von den Coenzymen der Zelloxidation aufgenommen oder bei der Biosynthese verwendet.]

 

 

Zur Erinnerung ...

 

Ketonkörper sind:

Acetessigsäure (= Betaketobuttersäure), Betahydroxybuttersäure und Aceton.

 

Bildung von Acetessigsäure

 

Acetessigsäure (Betaketobuttersäure) entsteht durch Ketogenese in der Leber als Produkt des Lipidstoffwechsels (durch Spaltung von Betahydroxymethylglutaryl-CoA [HMG-CoA] und beim Abbau von ketoplastischen Aminosäuren*.

 

[* Zur Erinnerung - Einteilung der Aminosäuren:

  • Ketoplastische essentielle Aminosäuren sind: Leucin und Lysin.
  • Ketoplastische Aminosäuren bilden nach ihrem Abbau zu Acetoacetyl- und Acetyl-CoA (sog. ‚aktivierte Essigsäure) Ketonkörper.

 

Leucin und Lysin sind v. a. enthalten im Myosin (Muskeleiweiß) und im Kollagen (Gerüsteiweiß).

.

.

 

Myosin

Muskeleiweiß mit ATPase-Wirkung.

Es bildet mit Aktin das Aktomyosin.

 

ATPase

Abk. für das Enzym Adenosintriphosphatase bei der Spaltung des terminalen Phosphatrests, einem wichtigen energieliefernden Prozess im Organismus. Cofaktor: Magnesiumionen. ATPasen sind wichtig:

·       Beim aktiven Transport durch Membranen; es gibt unterschiedliche Transportsysteme (z. B. für Glukose und Galaktose).

·       Bei der Muskelkontraktion.

 

-> Siehe dazu auch: Mineralstoffe – Phosphor; Spurenelemente – Jod (Stoffwechselwirkungen); Glossar – ATP (und ATPasen) etc.

 

Aktin

 

Strukturprotein in Myofibrillen (im Zytoplasma der Muskelzellen) und Mikrofilamenten des Zytoskeletts.

Es verbindet sich bei der Muskelkontraktion mit Myosin reversibel zum Aktin-Myosin-Komplex.

 

[Zytoplasma = Zellplasma mit Wasser, Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten, Mineralsalzen, Spurenelementen, Granula, Vesikel, Zellorganellen.

Zytoskelett = Gerüst von Filamenten im Zytoplasma.]

 

-> Siehe dazu auch: Glossar – Bindegewebe, Fibrillen, Nervenzellen, Zellorganellen; Gedankensplitter – ‚Layer to layer’ etc.

 

Aktomyosin

 

Syn. Aktin-Myosin-Komplex.

 

-> Siehe dazu auch: Hypothalamus und Area preoptica (Histidin und Aktin, Myosin); Glossar – Zellorganellen (Aktin, Myosin, elektromechanische Koppelung)

 

Kollagen

Hauptbestandteil der kollagenen Fasern.

Vorkommen:

Bindegewebe, Sehnen, Faszien, Bänder, Knorpel, Knochen, Zahnbein (Dentin)

 

-> Siehe dazu auch: Glossar – Bindegewebe, Dentin etc.

 

  • Glukoplastische essentielle Aminsosäuren sind: Methionin und Threonin.

  • Glukoplastische Aminosäuren können im Stoffwechsel zu Mono- und Dicarbonsäuren abgebaut werden, aus denen dann wieder Glukose aufgebaut werden kann (i. R. der Glukoneogenese). Glukoplastische Aminosäuren sind wichtig zur Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels bei längerem Hunger. Die Regulation erfolgt durch Cortisol (Cortisol gehört zu den sog. ‚Stresshormonen’).

-> Siehe dazu auch: Dopamin & Co. – Ein Anfang, Die Stress-Reaktion

  • Gluko- und ketoplastische essentielle Aminosäuren sind: Phenylalanin/Tyrosin und Tryptophan.]

 

Acetessigsäure wird ...

  • ... reduziert zu Betahydroxybuttersäure (-> durch β-Hydroxybutyrat-Dehydrogenase oder
  • ... decarboxyliert zu Aceton (-> durch Acetoacetat-Decarboxylase).

 

- Bitte weiterlesen bei: Glossar – Biotransformation -

 

-> Siehe dazu auch: Essen & Co. – Ketonkörper; Spurenelemente – Kupfer (HMG-CoA etc.)

 

Quelle und zum Weiterlesen:

Klinisches Wörterbuch ‚Pschyrembel’ (1994, 2007)

 

Und siehe auch:

Glossar – ROS (Reduktions-Oxidations-System)

Zum Nachdenken – Blutgruppen und Kohlenhydrate

Gedankensplitter – Blutchimärismus

 

 

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