Der Kohlenhydratabbau (Amylose, Amylopektin, Saccharose, Maltose, Lactose, u.s.w. ) Nahrungs-aufnahme Stärke (u.a. Zucker) Mund Der Kohlenhydratabbau Magen-Darm-Trakt Verdauungs-enzyme Verdauung „Vorgeschichte“ Glucose Zelle Dünndarm Blutkreislauf Blut Transport Transport Leber Pfortader Lebervene Glykogen

Gemeinsamer Abbauschritt bei Atmung und Gärung Glucose ( C6 – Körper ) Der KH – Abbau im Überblick Gemeinsamer Abbauschritt bei Atmung und Gärung Glykolyse Zellplasma BTS ( C3 ) ( 2x! ) Mitochondrium (Brenztraubensäure) Gärungen Zellatmung (= Pyruvat) anaerob aerob Ox. Decarboxylierung Milchsäure- gärung Alkoholische Gärung Citratzyklus Atmungskette H2O + CO2 Milchsäure Ethanol + CO2 ( C3 ) ( C2 )

Fructose-1,6-diphosphat Dehydrierung = Oxidation Die Glykolyse Glucose 2 BTS ( C6 ) ( C3 ) ATP 2 ATP ADP Energieinvestition Glucose-6-phosphat 2 ADP ATP (Fructose-6-phosphat) 2 PEP ADP Energiegewinn Fructose-1,6-diphosphat 2 NAD+ 2 NADH/H+ (2-PGS) Dehydrierung = Oxidation (DHAP) GAP (2) (1,3-dPGS) 2 3-PGS 2 ADP + Pi 2 ATP

Bilanzgleichung der Glykolyse Glucose + 2 ( ADP + Pi ) + 2 NAD+ 2 BTS + 2 ATP + 2 NADH/H+ ( C6H12O6) ( C3H4O3) Summenformel ( CH3-C-COOH ) II Halbstrukturformel O

Die Oxidation der Glykolyse als Strukturformelgleichung (nur LK!) Aldehydgruppe Säuregruppe O O H O OH NAD+ NADH/H+ C + H2O C H C OH H C OH O O + H2O H2 C O P H2 C O P ADP + Pi ATP Kondensation ! GAP = Glycerin-Aldehyd-Phosphat PGS = Phospho-Glycerin-Säure

Hydrierung = Reduktion Hydrierung = Reduktion Gärungen Alkoholische Gärung Milchsäure – Gärung CO2 + Ethanol Glucose Milchsäure (Lactat) H H Weshalb erfolgt jeweils der abschließende Gärungsschritt, wenn in der Glykolyse bereits die gesamte Energie der Gärungen gewonnen wurde? I I CH3 – C – H CH3 – C – COOH I NAD+ NAD+ I OH OH Glykolyse NADH/H+ NADH/H+ Hydrierung = Reduktion Hydrierung = Reduktion Ethanal Acetaldehyd BTS CH3 – C – H CH3 – C – COOH II II O CO2 O

Bilanzgleichungen der Gärungen inklusive Glykolyse Alkoholische Gärung ( C6 ) ( C2 ) Glucose + 2 ( ADP + Pi ) 2 Ethanol + 2 CO2 + 2 ATP ( C6H12O6) ( C2H6O ) ( CH3-CH2OH ) Milchsäure – Gärung ( C6 ) ( C3 ) Glucose + 2 ( ADP + Pi ) 2 Milchsäure + 2 ATP ( C6H12O6) ( C3H6O3) ( CH3-CHOH-COOH )

Weiterverarbeitung der Brenztraubensäure bei der Zellatmung Oxidative Decarboxylierung CO2 Coenzym A C3 BTS Acetyl-CoA C2 = „aktivierte Essigsäure“ NAD+ NADH/H+ Citratzyklus Citratzyklus im Überblick = Tricarbonsäurezyklus = Krebszyklus = Zitronensäurezyklus 3 NAD+ C4 C6 Oxalessigsäure Zitronensäure CO2 3 NADH/H+ FADH2 C5 FAD C4 CO2 ≈ ATP GTP GDP + Pi

I III IV I – IV Enzyme und Coenzyme (II) Die Endoxidation in der Atmungskette Energie ∆G* I – IV Enzyme und Coenzyme I: FMN = Flavinmononucleotid (II: Fe/S-Protein) Q = Ubichinon Lipid! III: Cytochrom b/c1 Cytochrom c (grün = mobile Transporter) IV: Cytochrom a/a3 NADH/H+ NAD+ 2H FADH2 FMN I (II) ATP FAD FMNH2 2H ADP + Pi Q Die ATP-Bildung bei dieser oxidati-ven Phosphorylie-rung erfolgt nicht direkt, wie bei der Substratketten-Phosphorylierung, sondern chemi-osmotisch über einen Protonen-gradienten (wie bei der Photophospho-rylierung). 2x 1e- QH2 Fe3+ ATP III 2x 1e- Fe2+ ADP + Pi Fe3+ IV 2x 1e- ATP ½ O2 Fe2+ ADP + Pi 2H+ + O2- H2O Wasserstofftransport = Zweielektronentransport Einelektronentransport Reaktion

Der KH – Abbau im Überblick ( C6 – Körper ) Glucose Gemeinsamer Abbauschritt bei Atmung und Gärung Glykolyse Zellplasma ( 2x! ) BTS ( C3 ) Mitochondrium (Brenztraubensäure) Gärungen Zellatmung (= Pyruvat) anaerob aerob Ox. Decarboxylierung Milchsäure- gärung Alkoholische Gärung Citratzyklus Atmungskette H2O + CO2 Milchsäure Ethanol + CO2 ( C3 ) ( C2 )

Fructose-1,6-diphosphat Die Glykolyse Glucose ( C6 ) 2 BTS ( C3 ) ATP 2 ATP ADP Energieinvestition Glucose-6-phosphat 2 ADP ATP 2 PEP ADP Energiegewinn Fructose-1,6-diphosphat 2 NAD+ 2 NADH/H+ (DHAP) GAP (2) 2 3-PGS 2 ADP + Pi 2 ATP

(2) Milchsäure (Lactat) Gärungen Alkoholische Gärung Milchsäure – Gärung (2) CO2 + (2) Ethanol Glucose (2) Milchsäure (Lactat) NAD+ NAD+ NADH/H+ NADH/H+ (2) Acetaldehyd (2) BTS (2) CO2

Weiterverarbeitung der Brenztraubensäure bei der Zellatmung Oxidative Decarboxylierung CO2 CoA-SH C3 C2 BTS Acetyl-CoA = „aktivierte Essigsäure“ NAD+ NADH/H+ Citratzyklus im Überblick 3 NAD+ C4 C6 Oxalessigsäure Zitronensäure CO2 3 NADH/H+ FADH2 C5 FAD C4 CO2 GTP GDP + Pi