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2023-03-31T17:52:18Z

Einleitung: abgekürzte Vornamen ausgeschrieben

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Unter '''Stoffwechselwegen''' ({{enS|''metabolic pathways''}}) versteht man die [[Anabolismus|Auf]]-/[[Katabolismus|Ab]]- und [[Stoffwechsel|Umbauprozesse]] in den [[Zelle (Biologie)|Zellen]]. Bei Stoffwechselwegen handelt es sich um die definierte Abfolge [[Chemische Reaktion|biochemischer Reaktionen]], meist von [[Enzym]]en [[Katalyse|katalysiert]]. Ein Stoffwechselweg entspricht einem einfachen biologischen Prozess, wobei die Abgrenzung zu diesem Begriff fließend ist. 1995 vereinigte [[Donald Nicholson]] alle bis dahin bekannten Stoffwechselwege in seinem ''{{lang|en|Metabolic Pathway Chart}}''.<ref>IUBMB-Nicholson: [http://www.iubmb-nicholson.org/chart.html ''Metabolic Pathways Chart.'']</ref> Die Abfolge der zeitlichen Aktivität der [[Gen]]e für die an den einzelnen aufeinander folgenden [[Biochemie|biochemischen]] Umsetzungen im [[Stoffwechsel#Stoffwechselwege|Stoffwechselweg]] beteiligten Enzyme, welche eine Art „Enzymkaskade“ bilden, wird als ''Genwirkkette'' bezeichnet.<ref>Gerhard Czihak, Helmut Langer, Hubert Ziegler: ''Biologie: Ein Lehrbuch.'' Ausgabe 6, Springer-Verlag, 2013, ISBN 9783642852640, S. 221.</ref> Sie ist ein Ergebnis der [[Genregulation]]. Ein Beispiel für eine solche Genwirkkette ist die [[Hämostase#Physiologische Vorgänge nach einer Gefäßverletzung|Blutgerinnung]].

== Stoffwechselwege, geordnet nach Funktion ==
=== Wege der Zellatmung ===
{{Siehe auch|Zellatmung}}
* [[Fettsäureoxidation]]en (z. B. [[Α-Oxidation|α-]] oder [[β-Oxidation]])
* [[Cori-Zyklus]]
* [[Glykolyse]] (formale Umkehr: [[Gluconeogenese]])
* [[Milchsäuregärung|Anaerobe Atmung]]
* [[Citratzyklus]]
* [[Glyoxylatzyklus]]
* [[Atmungskette]] ([[Oxidative Phosphorylierung]])
* [[Q-Zyklus]]

=== Andere Wege ===
* [[Cholesterinbiosynthese]]
* [[Pentosephosphatweg]]
* [[Häm#Biochemie|Porphyrinsynthese]] (oder Hämsynthese)
* [[Harnstoffzyklus]]
* [[Fettsäuresynthese]]

== Biochemische Zyklen ==
[[Datei:Citratcyclus-Ueberblick.svg|miniatur|hochkant=1.2|Allgemeines Schema des Citratzyklus']]

Stoffwechselwege sind Reaktionsfolgen, in die [[Metabolit]]e eintreten und denen solche entnommen werden können. Oftmals verlaufen Stoffwechselwege zyklisch, das Anfangsprodukt des Stoffwechselwegs ist dann auch das Endprodukt. Der Ringschluss erfolgt durch Regenerierung oder Nachlieferung des Startmoleküls. Bekanntestes Beispiel: [[Citratzyklus]], die „Drehscheibe des Stoffwechsels“, in dem [[Anabolismus|anabole]] und [[Katabolismus|katabole]] Wege der [[Kohlenhydrate]], [[Proteine]] und [[Fette]] zusammenlaufen. Viele dieser Zyklen wurden nach ihren Entdeckern benannt ([[Liste von Namensreaktionen|Namensreaktionen]]) und repräsentieren damit ein Stück Biochemie-Geschichte.

'''[[Calvin-Zyklus]]'''
* lichtunabhängige Reaktion ([[Dunkelreaktion]]) der [[Photosynthese]], in der aus fünf Molekülen einer C3-Verbindung ([[3-Phosphoglycerat]]) drei Moleküle des CO2-Akzeptors [[Ribulose-1,5-bisphosphat]], regeneriert werden

'''[[Citratzyklus]]'''
* Endabbau einer C2-Verbindung (aktivierte Essigsäure = Acetyl-CoA) unter Bildung von CO2 und GTP sowie den Reduktionsäquivalenten NADH,H+ und FADH2, die in der [[Atmungskette]] unter Bildung von H2O oxidiert werden

'''[[Cori-Zyklus]]'''
* Wege des [[Glucose-Stoffwechsel|Glukose-Metabolismus]] unter Beteiligung von Leber und Skelettmuskel

'''[[Harnstoffzyklus|Harnstoff-Zyklus]]'''
* Ammoniak-Entgiftung in der Leber durch einen Metabolite-Zyklus zwischen Mitochondrien und Cytosol

'''[[C4-Pflanze#Entdeckung|Hatch-Slack-Zyklus]]'''
* C4-Dicarboxylatweg über zwei Zelltypen der [[C4-Pflanzen|C4-Pflanzen]]

'''[[Lynen-Zyklus]]''' ''(Syn. HMG-CoA-Zyklus)''
* Bildung von [[Ketonkörper]]n (Acetacetat und Folgeprodukte) bei [[Hunger]] und vermehrt bei gestörtem Kohlenhydratstoffwechsel (z. B. [[Diabetes mellitus]])

'''[[Pentosephosphatzyklus]]'''
* Auf- und Abbau von Pentosephosphaten und Bildung von NADPH. Der Pentosephosphatzyklus spielt in den roten Blutkörperchen eine wichtige Rolle.

'''[[Q-Zyklus]]'''
* zyklischer Elektronenfluss am [[Komplex III]] der [[Atmungskette]]; Verdopplung der Energieausbeute

'''[[Substratzyklus]]'''
* Leerlaufzyklus durch wiederholte Phosphorylierung/Dephosphorylierung eines [[Metabolit]]en. Regulatorische Funktion; mögliche Bedeutung bei Wärmeerzeugung

== Genwirkkette ==
[[Datei:Genwirkkette.png|mini|Beispiel einer Genwirkkette: Verstoffwechselung von Phenylalanin.]]
Für die Bildung jedes Enzyms durch [[Proteinbiosynthese]] ist ein bestimmtes Gen verantwortlich. Die Abfolge der Umsetzungsschritte durch die substratspezifischen Enzyme entspricht der zugrundeliegenden Genwirkkette. Falls bei einem Gen ein Gendefekt vorliegt und das Enzym nicht synthetisiert werden kann, fällt der betreffende Stoffwechselschritt aus. Auch die daran anschließenden biochemischen Umsetzungen können nicht stattfinden, da für sie das erforderliche Substrat nicht bereitgestellt wird. Einigen Erbkrankheiten des Stoffwechsels liegen solche Gendefekte zugrunde, bei denen die von den Enzymen bewerkstelligten biochemischen Umsetzungen infolge eines Gendefekts nicht möglich sind. Bekannte Beispiele sind die [[Phenylketonurie]] und die [[Hämophilie|Bluterkrankheit]].<ref>Ulrich Weber: Biologie Oberstufe Gesamtband. Cornelsen Verlag 2001, Seite 152 </ref> Wenn ein Gen durch Vorschaltung vor ein anderes Gen dessen Wirksamkeit beeinflussen kann, bezeichnet man das als [[Epistase]].<ref> ''[https://books.google.de/books?id=dZygBgAAQBAJ&pg=PR11&lpg=PR11&dq=Genwirkkette+Epistase&source=bl&ots=aXUrv9hfIT&sig=zC-h-OlyunZUx31bJhN8OFw9BDk&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwj_-5TSps3YAhWMtBQKHe-mABkQ6AEILTAB#v=onepage&q=Genwirkkette%20Epistase&f=false]'' </ref>

== Weblinks ==
Im WWW sind etliche elektronische Datenbanken mit Stoffwechseldaten frei verfügbar. Eine der wichtigsten ist [[KEGG]]:
* [http://www.genome.jp/kegg/pathway.html KEGG PATHWAY Database]
* [https://www.wikipathways.org WikiPathways] – Wiki der Wissenschaftsgemeinde zur Archivierung und Verbesserung von Stoffwechselwegen

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4240505-1}}

[[Kategorie:Stoffwechselweg| ]]

Stoffwechselweg - Versionsgeschichte

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