• Document: Das Sinnloseste: der Zitronensäurezyklus
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Vortrag zum Thema “Das Sinnloseste: der Zitronensäurezyklus” von Daniel Metzsch Daniel Metzsch, Konzeptionen für Chemieunterricht I, Prof. Dr. Klaus Roth 1 WS 2008/2009 Inhalte 1. Zuerst ein paar Strukturformeln… 2. Einordnung in den Metabolismus 3. Überblick über den Zitronensäurezyklus 4. Entdeckung des Zitronensäurezyklus 5. Die einzelnen Schritte 6. Literatur Daniel Metzsch, Konzeptionen für Chemieunterricht I, Prof. Dr. Klaus Roth 2 WS 2008/2009 1. NAD und FAD Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid Flavin-Adenin-Dinukleotid (NAD+) (FAD) Daniel Metzsch, Konzeptionen für Chemieunterricht I, Prof. Dr. Klaus Roth 3 WS 2008/2009 1. Acetyl CoA und ATP Acetyl Coenzym A Adenosintriphosphat (ATP) Daniel Metzsch, Konzeptionen für Chemieunterricht I, Prof. Dr. Klaus Roth 4 WS 2008/2009 2. Einordnung in den Metabolismus (1) Proteine Fettsäuren Kohlenhydrate Proteinkatabolismus β-Oxidation Glykolyse α-Aminosäuren Acetyl-CoA Pyruvat Daniel Metzsch, Konzeptionen für Chemieunterricht I, Prof. Dr. Klaus Roth 5 WS 2008/2009 3. Überblick über den Zitronensäurezyklus (1) • zentraler Kreislauf biochemischer Reaktionen im Stoffwechsel aerober Zellen • dient dem oxidativen Abbau organischer Stoffe und der Energiegewinnung in Form von ATP • die Coenzyme NAD+ und FAD werden an Elektronen gebunden und der Atmungskette zugeführt Daniel Metzsch, Konzeptionen für Chemieunterricht I, Prof. Dr. Klaus Roth 6 WS 2008/2009 2. Einordnung in den Metabolismus (2) Proteine Fettsäuren Kohlenhydrate Proteinkatabolismus β-Oxidation Glykolyse α-Aminosäuren Acetyl-CoA Pyruvat CoA-SH 3 NAD+ + 1 FAD 4 H2O n ATP 2 O2 n ADP + (P) 3 NADH + H+ +1 FADH2 Daniel Metzsch, Konzeptionen für Chemieunterricht I, Prof. Dr. Klaus Roth 7 WS 2008/2009 4. Entdeckung des Zitronensäurezyklus (1) • Albert Szent-Györgyi (1934): – Zugabe von Succinat in den Taubenbrustmuskel – deren Sauerstoffverbrauch stieg stark an – es wurde 6 mal mehr Sauerstoff verbraucht als zur Oxidation des Succinats nötig gewesen wäre – außerdem war alles Succinat noch vorhanden – Hypothese: Succinat ist nur Katalysator Daniel Metzsch, Konzeptionen für Chemieunterricht I, Prof. Dr. Klaus Roth 8 WS 2008/2009 4. Entdeckung des Zitronensäurezyklus (2) • Hans Krebs (1937) – er bestätigte, dass Citrat zunächst in α-Ketoglutarat und dann weiter in Succinat umgewandelt wird – nun war der Kreis fast geschlossen, es fehlte die Umwandlung von Oxalacetat in Citrat – durch weitere Experimente am Taubenbrust- muskel wurde auch diese Frage beantwortet – Problem: es fehlen zwei C-Atome – Lösung: Acetyl-CoA – Krebs-Zyklus Daniel Metzsch, Konzeptionen für Chemieunterricht I, Prof. Dr. Klaus Roth 9 WS 2008/2009 5. Die einzelnen Schritte (1) Daniel Metzsch, Konzeptionen für Chemieunterricht I, Prof. Dr. Klaus Roth 10 WS 2008/2009 5. Die einzelnen Schritte (2) Daniel Metzsch, Konzeptionen für Chemieunterricht I, Prof. Dr. Klaus Roth 11 WS 2008/2009 5. Die einzelnen Schritte (3) Daniel Metzsch, Konzeptionen für Chemieunterricht I, Prof. Dr. Klaus Roth 12 WS 2008/2009 5. Die einzelnen Schritte (4) Daniel Metzsch, Konzeptione

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