Enzyme, Coenzyme und energetische Kopplung

Eine Sammlung von Lernkarten zur Erfassung der biochemischen Grundlagen von Cofaktoren, Coenzymen, NAD+, ATP-Hydrolyse, Kinasen und energetischer Kopplung.

Cofaktor

Ein Nichtproteinanteil eines Enzyms, der bei der Substratumsetzung mitwirkt und für die Aktivität des Enzyms notwendig ist.

Apoenzym

Der eigentliche Proteinanteil eines Enzyms ohne seinen Nichtproteinanteil (Cofaktor).

Holoenzym

Die Gesamtheit aus dem Proteinanteil (Apoenzym) und dem gebundenen Nichtproteinanteil (Cofaktor) eines Enzyms.

Metallionen als Cofaktoren

Spurenelemente wie Eisen, Mangan oder Kupfer, die das aktive Zentrum stabilisieren oder an der Bindung des Substrats beteiligt sind.

Coenzym

Ein komplexes organisches Molekül als Cofaktor eines Enzyms, dessen Vorstufen oder Bestandteile häufig Vitamine sind.

Prosthetische Gruppe

Ein dauerhaft (meist kovalent) an das Enzymmolekül gebundenes Coenzym, wie z. B. Häm im Hämoglobin oder das Pyrrol-Ringsystem im Chlorophyll.

Cosubstrat

Ein Coenzym, das sich nur vorübergehend zusammen mit dem Substrat an das aktive Zentrum anlagert, bei der Reaktion verändert wird und in einer zweiten Enzymreaktion regeneriert werden muss.

Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD)

Ein wasserstoffübertragendes Coenzym, das bei Oxidationen als Elektronen- und Protonenakzeptor fungiert und zu NADH+H+ reduziert wird.

Alkohol-Dehydrogenase (ADH) und Acetaldehyd-Dehydrogenase (ALDH)

Zwei Enzyme im Cytoplasma der Leber, die Alkohol unter Freisetzung von Wasserstoff und Elektronen zu Essigsäure oxidieren.

Energetische Kopplung

Die durch ATP vermittelte Verknüpfung einer nicht freiwillig ablaufenden (endergonischen) Synthesereaktion mit einer energieliefernden (exergonischen) Reaktion im Zellstoffwechsel.

Adenosintriphosphat (ATP)

Das wichtigste energieübertragende Coenzym der Zelle und einer der vier Bausteine der RNA, bestehend aus Adenin, Ribose und drei Phosphatgruppen.

ATP-Hydrolyse

Die hydrolytische Spaltung der Phosphatgruppen von ATP zu ADP und anorganischem Phosphat (P), die unter Standardbedingungen etwa $30\,\text{kJ}$ Energie pro Mol freisetzt.

Phosphorylierung

Die Übertragung der endständigen Phosphatgruppe (meist von ATP) auf ein anderes Molekül, wodurch dieses energiereicher und reaktionsbereiter wird.

Kinasen

Phosphat übertragende Enzyme, in deren aktivem Zentrum in der Regel die Phosphorylierung stattfindet.

Hexokinase und Glucokinase

Kinasen in Leberzellen (Hexokinase) bzw. im Gehirn (Glucokinase), die Glucose durch Übertragung einer Phosphatgruppe von ATP zu Glucose-6-Phosphat aktivieren.

ATP-Zyklus im menschlichen Körper

Der ständige Zyklus von ATP-Hydrolyse und -Regeneration aus ADP und P, bei dem bei einem Körperbestand von nur ca. $200\,\text{g}$ ATP innerhalb von $24\,\text{h}$ ca. $50\,\text{kg}$ ATP benötigt werden.