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Bedeutung des Zitratzyklus
- Umsetzung von Acetat (Acetyl-CoA) zu 2 Molekülen CO2 und 8 Wasserstoff (an Reduktionsäquivalente gekoppelt)
- Mitochondrialer Cyklus
- Acetyl-CoA mit Oxalacetat zu Succinat und Succinat zu Oxalacetat (Trägermolekül)
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Zusammenhang zwischen Pyruvat und Acetyl-CoA
- Aus Pyruvat wird durch dehydrierende Decarboxylierung und Kopplung an Coenzym A durch Pyruvatdehydrogenase-Komplex (PDH)
- Decarboxylierung: CO2 wird frei.
- Reduktion von NAD+
- Regulation des PDH-Komplexes durch eigene Kinase und Phosphatase (Interconvertierbares Enzym: Rasche Regulation über Regulatoren)
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Reaktionsfolge des Citratzyklus
- Citratsynthase: Oxalacetat + Acetyl-CoA = Citrat
- Aconitase: Citrat = Isocitrat
- Isocitratdehydrogenase: Isocitrat = alpha-Ketoglutarat + CO2 (NAD+-abhängig)
- Alpha-Ketoglutaratdehydrogenase: Alpha-Ketoglutarat + CoA = Succinyl-CoA + CO2 (NAD+-abhängig)
- Succinyl-CoA-Synthetase: Succinyl-CoA = Succinyl (GDP-Abhängig)
- Succinatdehydrogenase: Succinat = Fumarat (FAD-abhängig)
- Fumarase: Fumarat + H20 = Malat
- Malatdehydrogenase: Malat = Oxalacetat (NAD+abhängig)
4 Dehydrogenasereaktionen: Isocitrat, Alpha-Ketoglutarat, Succinat, Malat
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Energieausbeute der Reduktionsäquivalente
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Regulation des Citratzyklus
- Acetyl-CoA-Versorgung über Fettsäureoxidation und Pyruvatdehydrogenase (streng reguliert, Hemmung: Acetyl-CoA und NADH2, Induktion: Pyruvat und ADP)
- Citratsynthase: Regulation durch Oxalacetat- und Acetyl-CoA-Konzentrationen
- Hemmung der Citratsynthase und den Dehydrogenasen durch NADH2, ATP und den Zwischenprodukten (Aktivierung durch ADP und Calcium)
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Anabole Bedeutung des Citratzyklus
- Fettsäurebiosynthese: Acetyl-CoA
- Hämbiosynthese: Succinyl-CoA
- Gluconeogenese: Pyruvat aus Oxalacetat (Posphoenolpyruvat-carboxykinase)
- Aminosäuresynthese: Pyruvat, Oxalacetat und alpha-Ketoglutarat
- Regeneration von Oxalacetat: Pyruvat + CO2 (ATP) = Oxalacetat (Pyruvatcarboxylase)
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