Glossar -

 

Reduktionsoxidationssystem (Abk. Redoxsystem) und Biotransformation ...

 

Reduktionsoxidationssystem: Elektronenaufnahme und -abgabe

 

Oxidations- und Reduktionsmittel reagieren miteinander, bis ein Gleichgewicht erreicht ist:

- Bei der Oxidation werden Elektronen abgegeben.

- Bei der Reduktion werden Elektronen aufgenommen.

 

Enzymatische Redoxsysteme übertragen ‚Reduktionsäquivalente’ im Energiehaushalt der Zellen – z. B. in der Atmungskette und bei der Betaoxidation.

 

Oxidoreduktasen

Erste Hauptklasse der Enzyme. Sie katalysieren Redoxreaktionen (Elektronenaufnahme und –abgabe). Wichtige Unterklassen sind:

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Oxidasen

Nutzen molekularen Sauerstoff als Elektronenakzeptor - z. B. die Xanthinoxidase.

 

Dehydrogenasen

Übertragen Wasserstoff.

Coenzyme sind häufig:

NAD+, NADP+ und FAD.

 

Monooxygenasen

Hydroxylierende Oxidoreduktasen.

Sie führen ein Sauerstoffatom aus O2 in ihr Substrat ein und reduzieren das andere zu H2O – mit Hilfe eines reduzierten Coenzyms.

 

Monooxygenasen sind z. B.:

Steroid-11-β-Monooxygenase

Calcidiol-1-Monooxygenase

Zytochrom-P-450-Isoenzyme

 

Dioxygenasen

Führen beide Atome des molekularen Sauerstoffs in ihr Substrat ein. Sie enthalten oft Eisen (als Häm oder Eisen/Schwefel-Zentrum) bzw. haben Kupferionen oder Ascorbinsäure als Cofaktoren.

 

Molybdänhaltige

Hydroxylasen

Hydroxylierende Oxidoreduktasen.

Sie bauen das aus Wasser (H2O) stammende Sauerstoffatom in ihr Substrat ein.

 

Molybdänhaltige Hydroxylasen sind z. B.:

Xanthinoxidase

Aldehyddehydrogenase

-> Siehe dazu: Spurenelemente – Molybdän

 

 

Reduktasen

Flavinhaltige (‚Vitamin B2’) Oxidoreduktasen. Sie besitzen als Redoxsystem meist Zytochrome und können Elektronen auf Pyridinnukleotid-Coenzyme übertragen.

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Flavinenzyme

Oxidoreduktasen mit FMN oder FAD als Coenzyme bzw. prosthetische Gruppe:

  • FMN = Flavinmononukleotid „entsteht aus Riboflavin (‚Vitamin B2’) und ATP.“
  • FAD = Flavinadenindinukleotid entsteht „bei der Verknüpfung der AMP-Gruppe von ATP mit FMN.“

[Pschyrembel]

-> Siehe dazu: Glossar – ATP etc.

 

Zytochrome

Hämoproteine der inneren Mitochondrienmembran. Sie transportieren Elektronen in der Atmungskette; ihre prosthetische Gruppe (‚Coenzym’) ist Häm.

 

Häm ist Bestandteil bzw. ‚prosthetische Gruppe’ (Coenzym) im Hämoglobin, dem roten Blutfarbstoff, und der Hämoproteine (syn. Porphyrinproteine).

 

-> Siehe dazu auch: Essen & Co. – Biosynthese der Porphyrine; Spurenelemente – Eisen; Glossar – Bilirubin (... und enterohepatischer Kreislauf) etc.

 

Pyridinnukleotid-Coenzyme:

NAD

NADP

Nicotinamidhaltige (‚Vitamin B3’) Coenzyme, die an zahlreichen Redoxreaktionen beteiligt sind:

- Als Elektronenakzeptoren in oxidierter Form.

- Als Elektronendonoren (‚-geber’) in reduzierter Form.

 

Zur Erinnerung ...

NAD+ = Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid

  • ... ist glykosidisch mit Ribose verknüpftes kationisches Nicotinamid und über eine Pyrophosphatbrücke mit Adenosin verbunden ...
  • ... die Reduktionsäquivalente von NADH werden im Allgemeinen zur Energiegewinnung in die Atmungskette eingeschleust ...

NADP+ = Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat

  • ... entsteht aus NAD+ durch Phosphorylierung ... von Adenosin, katalysiert durch eine ATP-abhängige Kinase ...
  • ... NADPH steht im Allgemeinen zur Verfügung für Biosynthesen (z. B. von Fettsäuren und Steroiden*) ...

[* Natürliche Steroide sind u. a. Sterole (z. B. Cholesterin/Cholesterol), Gallensäuren, Steroidhormone, Calciferole (Vitamin D) und Pheromone.

Sie werden aus Isopren (= ungesättigter Kohlenwasserstoff) biosynthetisiert.

  • „Aktives Isopren entsteht über Mevalonsäure aus 3 Molekülen Acetyl-CoA.“ [Pschyrembel]

-> Siehe dazu auch: Spurenelemente – Kupfer (HMG-CoA, Mevalonsäure, Cholesterin-Biosynthese etc.)]

 

Definition Reduktionsäquivalent:

„Als ein Reduktionsäquivalent bezeichnet man 1 Mol Elektronen, die bei Redoxreaktionen entweder direkt oder in Form von Wasserstoff übertragen werden.“

[Quelle:http://de.wikipedia.org/wiki/Reduktions%C3%A4quivalent#cite_note-1#cite_note-1

http://de.wikipedia.org/wiki/Reduktionsäquivalent]

 

Und aus dem Pschyrembel 1994:

„NAD und NADP enthalten Nicotinamid. Der Wasserstoff geht je nach Übertragung auf NAD oder NADP verschiedene Stoffwechselwege ein;

  • der des NADH wird zur Energiegewinnung in die Atmungskette eingeschleust,
  • der des NADPH steht für Biosynthesen (z. B. Fettsäuren, Steroide) zur Verfügung.“

Und zur Erinnerung ...

  • Nicotinsäure und Nicotinamid werden aus der essentiellen Aminosäure Tryptophan biosynthetisiert.
  • Tryptophan ist auch Ausgangssubstanz für die Biosynthese von Serotonin, und Serotonin ist Ausgangssubstanz für Melatonin (sog. ‚Schlafhormon’).

-> Siehe dazu auch: Essen & Co. – Aminosäuren, Fettstoffwechsel, Kohlenhydrate; Hormone & Co.; Mineralstoffe – Schwefel; Glossar – ATP, Erklärungs-ABC; Gedankensplitter – ‚Layer to layer’ (Schmerzleitung, Serotonin), SCN etc.

 

Und zur Erinnerung ...

Abgebaut wird Serotonin zu 5-Hydroxyindolessigsäure (Hauptabbauprodukt) und im Harn ausgeschieden.

 

Der Abbau erfolgt durch Monoaminooxidase und Aldehydoxidase:

Monoaminoxidase (Abk. MAO) ist eine kupferhaltige FAD-abhängige Oxidoreduktase:

  • Sie desaminiert* und inaktiviert u. a. Serotonin, Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin und Tyramin.

Aldehydoxidase ist eine molybdänhaltige Oxidoreduktase; Cofaktoren sind FAD und Häm.

 

* Desaminierung ist die Abspaltung von Ammoniak (NH3) aus Aminen durch Elimination, Oxidation oder Hydrolyse.

 

 

-> Siehe dazu auch: Spurenelemente – Kupfer, Molybdän; Glossar – Bilirubin (... Häm und enterohepatischer Kreislauf), Erklärungs-ABC; Zum Nachdenken - Hyperammonämie

 

 

 

 

Biotransformation

 

-> Siehe: Glossar - Biotransformation

 

Zum Weiterlesen bei Wikipedia:

http://de.wikipedia.org/wiki/Redoxreaktion

http://de.wikipedia.org/wiki/Aerobe_Atmung

 

Quelle und zum Weiterlesen:

Klinisches Wörterbuch ‚Pschyrembel’

 

 

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