Der Zitronensäurezyklus

Präsentation zum Thema: "Der Zitronensäurezyklus"—  Präsentation transkript:

1 Der Zitronensäurezyklus
BCSLa: Seminar zum biochemischen Grundpraktikum für das Lehramt Dozent: Prof. Dr. Jauch Referent: Birk Gabriele Datum: 06. Oktober 2010

2 BCSLa: Der Zitronensäurezyklus
Gliederung Geschichtlicher Hintergrund/ Entdeckung Definition Ablauf des Zitronensäurezyklus (ZSZ) Funktion der Produkte ZSZ Literatur BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

3 1. Geschichtlicher Hintergrund
1937: Entdeckt von Sir Hans Adolf Krebs ( )  „Krebs- Zyklus“ 1953: Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für diese Entdeckung Quelle: (zuletzt eingehen am ) BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

4 BCSLa: Der Zitronensäurezyklus
2. Definition Zitronensäurezyklus auch Krebs- Zyklus, Tricarbonsäurezyklus oder Citratzyklus genannt Citratzyklus: „Zentraler Kreislauf im Stoffwechsel; produziert NADH für die Atmungskette und Vorstufen für Aminosäuren, Hämsynthese, Gluconeogenese, Pyrimidinsynthese. Lokalisation: in der mitochondrialen Matrix.“ (Rehm, Biochemie light, S.120f)  allg.: wichtiger Schritt für den Stoffwechsel des Körpers! Hauptaufgabe: Produktion von NADH für die Atmungskette  Umwandlung des NADH mit Sauerstoff zu ATP (=Energie) Hämsynthese: Herstellung des Hämoglobin Gluconeogenese: Herstellung von Glucose aus Oxalacetat Pyrimidinsynthese: Citratcyclus liefert die Bausteine für die Pyrimidinbasen DNA BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

5 BCSLa: Der Zitronensäurezyklus
Der Citratcyclus oxidiert in acht Schritten einen Acetyl- Rest (CH3-CO-) zu Kohlenstoffdioxid. Die dabei gewonnenen Reaktionsäquivalente werden auf NAD+ und Ubichinon übertragen und von diesen an die Atmungskette weitergegeben. vgl. Komplex II in der Atmungskette (Referat gestern) BCSLa: Der Zitronensäurezyklus Quelle: BCLa- Skript, Prof. Dr. Jauch

6 3. Ablauf des Zitronensäurezyklus
E1: Citratsynthase Rotes: Acetylrest  Citrat gibt dem Cyclus seinen Namen Quelle: BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

7 3. Ablauf des Zitronensäurezyklus
E2: Aconitase Citrat wird zu Isocitrat isomerisiert. Entstehung eines Stereoisomeren Verlauf der Reaktion ist stereospezifisch Quelle: BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

8 3. Ablauf des Zitronensäurezyklus
E3: Isocitratdehydrogenase 1. OH- Gruppe des Isocitrat wird durch NAD+ zum Keton oxidiert  Oxidation 2. Decarboxylierung des Ketons  Ketoglutarat oder 2- Oxoglutarat Quelle: BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

9 3. Ablauf des Zitronensäurezyklus
E4: α- Ketoglutaratdehydrogenase Oxidation und Decarboxylierung durch Katalisierung mit a- ketoglutarte dehydrogenase Quelle: BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

10 3. Ablauf des Zitronensäurezyklus
E5: Succinyl- CoA- Synthetase GTP + ADP GDP + ATP GTP = Guanosin- triphosphat , welches in ATP umgewandelt werden kann. Quelle: BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

11 3. Ablauf des Zitronensäurezyklus
E6: Succinatdehydrogenase  Oxidation des Succinat mit FAD zu Fumarat Quelle: Acetyl- Rest vom Beginn ist nun vollständig zu CO2 oxidiert und das Trägermolekül Oxalacetat zu Succinat reduziert. In den folgenden drei Schritten erfolgt eine Regenerierung des des Succinat wieder zu Oxalacetat. BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

12 3. Ablauf des Zitronensäurezyklus
E7: Fumarase Konjugierte Addition von Wasser an die olefinische Doppelbildung des Fumarat Bildung von (S)- Malat (Salz der Apfelsäure) Quelle: BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

13 3. Ablauf des Zitronensäurezyklus
E8: Malatdehydrogenase Oxidation des (S)- Malat mit NAD+ zu Oxalacetat Der Kreis ist geschlossen und kann nun von neuem beginnen!! Quelle: BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

14 BCSLa: Der Zitronensäurezyklus
Quelle: BCLa- Skript, Prof. Dr. Jauch

15 3. Ablauf des Zitronensäurezyklus
FAZIT:  geschlossene Reaktionsfolge, so dass das Reaktionsprodukt der letzten Stufe das Edukt der ersten Reaktion bildet. Quelle: BCLa- Skript, Prof. Dr. Jauch BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

16 4. Funktionen der Produkte Zitronensäurezyklus
E1: Citrat = Vorstufe für Fettsäuren E3: α- Ketoglutarat = Vorstufe für Aminosäuren E4: Succinyl- CoA = Vorstufe für Porphyrinsynthese E7: Malat = Bausteine für Pyrimidinsynthese E8: Oxalacetat = Vorstufe für Gluconeogenese BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

17 BCSLa: Der Zitronensäurezyklus
4. Literatur Sekundärliteratur: Bruice: Organische Chemie, 5. Auflage, München 2007. Jauch: Skript BCLa, Saarbrücken, 2009. Koolman/ Röhm: Taschenatlas der Biochemie, 3. Auflage, Stuttgart 1994. Rehm/ Hammar: Biochemie light, 4. Auflage, Frankfurt am Main 2008. Stryer: Biochemie, 6. Auflage, München, 2007. Internetquellen: (zuletzt eingesehen am ) (zuletzt eingesehen am ) BCSLa: Der Zitronensäurezyklus

18 Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!
BCSLa: Der Zitronensäurezyklus