https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?action=history&feed=atom&title=SubstratkettenphosphorylierungSubstratkettenphosphorylierung - Versionsgeschichte2026-06-26T11:34:41ZVersionsgeschichte dieser Seite in Wikipedia (Deutsch) – Lokale KopieMediaWiki 1.43.8https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?title=Substratkettenphosphorylierung&diff=461805&oldid=previmported>Klug-KLUK: /* Bedeutung */2020-07-30T08:46:41Z<p><span class="autocomment">Bedeutung</span></p>
<p><b>Neue Seite</b></p><div>Bei der '''Substratkettenphosphorylierung,''' auch '''Substratstufenphosphorylierung''' oder '''Substratphosphorylierung''' genannt, wird das bei allen Organismen als unentbehrlicher Energieüberträger des Zellstoffwechsels fungierende [[Adenosintriphosphat]] (ATP) oder [[Guanosintriphosphat]] (GTP) gewonnen, und zwar außerhalb der [[Atmungskette|Elektronentransportphosphorylierung]]. Dies geschieht beim oxidativen Abbau von organischen Verbindungen lebender Zellen, in dessen Folge der [[Phosphate|Phosphatrest]] [[Phosphorylierung|phosphorylierter]] Zwischenprodukte auf [[Adenosindiphosphat]] (ADP) oder [[Guanosindiphosphat]] (GDP) übertragen wird. Die Übertragung wird enzymatisch katalysiert.<br />
Bei diesem Vorgang muss das phosphorylierte Zwischenprodukt ein höheres [[Gruppenübertragungspotential]] besitzen als ATP.<br />
<br />
== Vorgang ==<br />
[[Datei:Substrate-level phosphorylation generating ATP.svg|mini|hochkant=1.5|Sehr allgemeine Darstellung der Substratkettenphosphorylierung, bei der ATP gebildet wird.]]<br />
Bei der Substratkettenphosphorylierung überträgt ein phosphoryliertes Zwischenprodukt seine Phosphorylgruppe (anorganisches [[Phosphate|Phosphat]]) auf ADP. Da das [[Gruppenübertragungspotential]] von ATP geringer ist als das des Zwischenproduktes, findet die Reaktion in eine Richtung statt.<br />
<br />
Bei der Substratkettenphosphorylierung ist häufig ein [[Oxidation]]sschritt vorgeschaltet. Wenn eine [[Aldehyde|Aldehydgruppe]] zur [[Carbonsäuren|Carbonsäure]] oxidiert wird, wird die bei diesem Vorgang freiwerdende Energie genutzt, indem eine freie Phosphatgruppe mit der Carbonsäure verbunden wird. Es entsteht ein [[Anhydride|Phosphoranhydrid]], eine Verbindung mit hohem Gruppenübertragungspotential. Alternativ kann auch ein Molekül mit einer [[Ketone|Ketogruppe]], z.&nbsp;B. [[Pyruvat]], [[Oxidative Decarboxylierung|oxidativ decarboxyliert]] werden. Hierbei wird die Oxidationsenergie konserviert, indem eine [[Thioester]]bindung mit [[Coenzym A]] gebildet wird. Nach Umesterung mit einer Phosphatgruppe entsteht wiederum eine phosphorylierte Verbindung mit ausreichend hohem Gruppenübertragungspotential für eine Substratkettenphosphorylierung.<br />
<br />
== Bedeutung ==<br />
Die Substratkettenphosphorylierung dient zur schnellen Gewinnung von ATP unabhängig davon, ob externe Elektronenakzeptoren für [[Atmungskette|Atmungsvorgänge]] zur Verfügung stehen. Beim Menschen ist dies beispielsweise der Fall in spezialisierten Zellen wie den [[Erythrozyt]]en, die eine [[Zellatmung|aerobe Atmung]] nicht betreiben können und ihre Energie ausschließlich aus Substratkettenphosphorylierung in der [[Glykolyse]] beziehen. Auch die [[Muskulatur]] kann bei einer Unterversorgung von Sauerstoff ihre Energie ausschließlich auf diesem Wege gewinnen. Dennoch wird in der Regel mehr ATP in der aeroben bzw. anaeroben Atmung gewonnen. Pflanzen können im Rahmen der [[Photosynthese]] ATP herstellen.<br />
<br />
Ohne Substratkettenphosphorylierung würde ein Teil der freiwerdenden Energie bei der Umsetzung bzw. Oxidation energiereicher Verbindungen einfach in Wärme verpuffen und damit verloren gehen.<ref>Georg Fuchs (Hrsg.), Hans. G. Schlegel (Autor): ''Allgemeine Mikrobiologie''. Thieme Verlag Stuttgart, 8. Auflage 2007, ISBN 3-13-444608-1, S. 200.</ref><br />
<br />
== Vorkommen ==<br />
Folgende Reaktionen zählen zur Substratkettenphosphorylierung:<br />
<br />
* in der Amortisierungsphase der Glycolyse:<br />
:<math>\mathrm{\text{1,3-Bisphosphoglycerat} + ADP \longrightarrow \text{3-Phosphoglycerat} + ATP}</math><br />
: (beteiligtes [[Enzym]]: [[Phosphoglyceratkinase]])<br />
:<math>\mathrm{Phosphoenolpyruvat + ADP \longrightarrow Pyruvat + ATP}</math><br />(beteiligtes [[Enzym]]: [[Pyruvatkinase]])<br />
<br />
* im [[Citratzyklus]]:<br />
:<math>\mathrm{\text{Succinylphosphat} + GDP \longrightarrow Succinat + GTP}</math><br />
: (beteiligtes Enzym: [[Succinyl-CoA-Synthetase]])<br />
: In manchen Organismen (z.&nbsp;B. Pflanzen) kann an dieser Stelle auch ATP erzeugt werden.<ref>Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer: ''Biochemie''. 6 Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2007; ISBN 978-3-8274-1800-5; S. 543.</ref><br />
<br />
* im Verlauf von [[Gärung]]en, beispielsweise<br />
: in der [[Propionsäuregärung]] und heterofermentativen [[Milchsäuregärung]]:<br />
:<math>\mathrm{Acetylphosphat + ADP \longrightarrow Acetat + ATP}</math><br />
: (beteiligtes Enzym: [[Acetatkinase]])<br />
: in der [[Buttersäuregärung]]:<br />
:<math>\mathrm{Butyrylphosphat+ ADP \longrightarrow Butyrat + ATP}</math><br />
: (beteiligtes Enzym: Butyratkinase)<br />
<br />
== Einzelnachweise ==<br />
<references /><br />
<br />
[[Kategorie:Stoffwechsel]]<br />
[[Kategorie:Biochemische Reaktion]]<br />
[[Kategorie:Biologischer Prozess]]</div>imported>Klug-KLUK