Alle Zellen brauchen Kohlenstoff  Konstruktionswerkstoff (1) Alle Zellen brauchen Energie  Aufrechterhaltung des Betriebs (2) Unterscheidung nach Kohlenstoffquelle CO2 oder org. Verbindungen (2) Unterscheidung nach Energiequelle  elektromagnetische Strahlung oder energiereiche Verbindungen (1) Autotrophe  Heterotrophe (2) Phototrophe  Chemotrophe Lithotrophe Organotrophe

Funktion: Verarbeitung von organischen Substrate durch Abbau Metabolismus (griech. μεταβολισμός (metabolismós), "Umwandlung") oder Stoffwechsel bezeichnet die Gesamtheit der chemischen Reaktionen, die in lebenden Organismen zur Aufrechterhaltung des Lebens ablaufen. Diese Prozesse erlauben Organismen zu wachsen, sich zu reproduzieren und auf ihre Umgebung zu reagieren. Man unterscheidet: Katabolismus Funktion: Verarbeitung von organischen Substrate durch Abbau Ziel: 1) Energiegewinnung (Chemo-Organotrophe) 2) Erzeugung von Zwischenprodukten und Rohstoffen für die Biosynthese (Heterotrophe) Anabolismus Funktion: 1) Energienutzung, Leisten von Arbeit Ziel: 2) Biosynthese von Proteinen, Lipiden (Fetten), Nucleotiden und Nucleinsäuren etc. Stoffwechselwege (metabolic pathways): eine chemische Verbindung wird mit Hilfe von Enzymen in einer Folge von Einzelschritten in eine andere umgewandelt. Metabolism is the set of chemical reactions that happen in living organisms to maintain life. These processes allow organisms to grow and reproduce, maintain their structures, and respond to their environments. Metabolism is usually divided into two categories: Catabolism breaks down organic matter, for example to harvest energy in cellular respiration. Anabolism uses energy to construct components of cells such as proteins and nucleic acids (biosynthesis). The chemical reactions of metabolism are organized into metabolic pathways, in which one chemical is transformed through a series of steps into another chemical, by a sequence of enzymes.

Glycolyse (10 Schritte) Stoffwechselwege Katabolismus Glycolyse GAP Glycerinaldehyd-3-phosphat 2 Pyruvat 2 x C3 Glucose C6 2 ADP + 2 Pi 2 NAD+ 2 ATP 2 NADH + 2 H+ In umgekehrter Richtung - bei der Biosynthese von Glucose (Anabolismus) : Glycogenese

Pyruvat und Acetyl-CoA als zentrale Substrate des Metabolismus Pyruvat C3 Biosynthese Acetaldehyd C2 CO2 aerob (Atmung) CO2 anaerob (Gärung) Biosynthese Ethanol C2 C2 15 ADP Essigsäure C2 Citrat-Zyklus Der Citratzyklus (auch Zitratzyklus, Zitronensäurezyklus, Tricarbonsäurezyklus, Krebs-Zyklus oder Szent-Györgyi–Krebs-Zyklus) ist ein Kreislauf biochemischer Reaktionen, der eine wichtige Rolle im Stoffwechsel (Metabolismus) aerober Zellen von Lebewesen spielt und hauptsächlich dem oxidativen Abbau organischer Stoffe zum Zweck der Energiegewinnung und der Bereitstellung von Zwischenprodukten für Biosynthesen dient. Das beim Abbau von Fetten, Zuckern und Aminosäuren als Zwischenprodukt entstehende Acetyl-CoA wird darin zu Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O) abgebaut. Dabei werden sowohl für den Aufbau organischer Körperbestandteile des Lebewesens (Anabolismus) nutzbare Zwischenprodukte gebildet wie auch direkt und indirekt Energie in biochemisch verfügbarer Form (als Adenosintriphosphat ATP) zur Verfügung gestellt. Der Citratzyklus läuft bei Eukaryoten in der Matrix der Mitochondrien, bei Prokaryoten im Zytoplasma ab. Eine umgekehrte Reaktionsfolge findet im sogenannten reduktiven Citratzyklus statt, der zur Kohlenstoffdioxid-Assimilation mancher Bakterien dient. 15 ATP Lactat (L) C3 Stoffwechselwege Pyruvat und Acetyl-CoA als zentrale Substrate des Metabolismus

Essigsäure (Acetat) Coenzym A CoA H2O Acetyl-CoA

Stoffwechselwege Metabolic pathways