Malate-Aspartat-Shuttle und Transaminierung

Einführung

• Thema: Malate-Aspartat-Shuttle
• Notwendigkeit der Transaminierung zur besseren Verständlichkeit
• Transaminierungsreaktion: Herstellung von Aminosäuren aus anderen Aminosäuren

Transaminierung

• Enzym: Transaminase, verwendet Pyridoxalphosphat als Coenzym
• Aminosäureherstellung möglich aus einer Alpha-Ketosäure
• Alpha-Aminosäure: Kohlenstoffatom (Alpha-C) trägt funktionelle Gruppen
• Alpha-Ketosäure: Enthält eine Säure- und eine Ketogruppe

Reaktionsmechanismus

• Aminogruppe wird von einer Aminosäure auf eine Alpha-Ketosäure übertragen
• Resultat: Korrespondierende Alpha-Ketosäure und neue Aminosäure
• Wichtig für Harnstoffzyklus und Stickstoffentsorgung (z.B. Umwandlung in Glutamin)

Wichtige Aminosäuren und ihre Alpha-Ketosäuren

• Glutamat wird zu Alpha-Ketoglutarat
  • Glutamat ist das Anion der Glutaminsäure
• Alanin wird zu Pyruvat
• Aspartat wird zu Oxalacetat

Wichtige Enzyme

• AST (Aspartat-Aminotransferase)
  • Wandel zwischen Aspartat und Alpha-Ketoglutarat sowie Glutamat und Oxalacetat
  • Zyklische und mitochondriale Versionen
• ALT (Alanin-Aminotransferase)
  • Wandel zwischen Alanin und Pyruvat sowie Glutamat und Alpha-Ketoglutarat
  • Wichtig für Stickstofftransport im Alanin-Zyklus

Malate-Aspartat-Shuttle

• Zweck: Transport von Reduktionsäquivalenten (NADH + H⁺) in Mitochondrien
• NADH + H⁺ kann die Membran nicht passieren

Mechanismus

• Zwei Kreisläufe
  • Äußerer Kreislauf: Transport von Protonen und Elektronen
  • Innerer Kreislauf: Herstellung von Aspartat für den Transport
• Umsetzung von Oxalacetat zu Malat (Reduktion durch NADH + H⁺)
  • Enzym: Malatdehydrogenase
• Transport von Malat in Mitochondrien
  • Rückumwandlung zu Oxalacetat und Regeneration von NAD⁺
• Nutzung von Antiportern (Glutamat-Aspartat-Antiporter)

Bedeutung

• Energieversorgung durch Transport von Reduktionsäquivalenten zur Atmungskette
• Wichtiger Mechanismus in Leber, Herz- und Skelettmuskel

Fragen und Übung

• Verständnisfragen zum Malate-Aspartat-Shuttle
• Beispiel: Bestimmung der richtigen Komponenten, die am Shuttle beteiligt sind

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Diese Notizen fassen die wesentlichen Punkte des Vortrags über den Malate-Aspartat-Shuttle und Transaminierung zusammen. Sie bieten eine Übersicht über die Mechanismen der Reaktion, die beteiligten Enzyme und deren Bedeutung im metabolischen Prozess.