(16.08.2010, 13:57)Samira schrieb: Kann mir irgendwer bei diesen Fragen helfen?
1) Welche Sprenelemente finden sich in den Redoxenzymen der elektrochemischen Trabsportkette? Welche Funktionen haben die Redoxenzyme?
2)Nennen Sie die Schritte in der Glykolyse, bei denen ATP gewonnen wird.
3)Vergleichen Sie die ATP-Bildung in Chloroplasten und Mitochondrien.
4)Was ist der Unterschied zwischen Phytohormonen und Phytoöstrogenen?
1) Redoxenzymen oder Oxioreduktasen
oxioreduktasen wiki
REDOXENZYME ist dabei ein Oberbegriff für Proteine in lebenden Zellen, die eine Art "Vermittlerrolle" (Katalysator) zwischen zwei Molekülen einnehmen, und dadurch das "Wandern" der Elektronen vom einen zum anderen ermöglichen. Neben der oben erwähnten Rolle in der Energiegewinnung können Redoxenzyme u.a. auch zur Unschädlichmachung giftiger Moleküle dienen.
2)Die Glykolyse lässt sich in zwei Phasen unterteilen.
Die erste Phase ist eine Vorbereitungsphase, bei der zunächst Energie in Form von ATP investiert wird. Sie besteht aus der Spaltung der Hexose D-Glucose in zwei Triosephosphate: Dihydroxyacetonphosphat (DHAP) und Glycerinaldehyd-3-phosphat (GAP). Hierbei wird DHAP in GAP für die zweite Phase isomerisiert. Dadurch wird der Zucker für den eigentlichen Abbau vorbereitet.
In der zweiten Phase werden zwei Moleküle GAP über mehrere Zwischenschritte in zwei Moleküle Pyruvat umgesetzt. Dabei werden zwei Moleküle NADH sowie vier Moleküle ATP gebildet. Diese Phase liefert somit Energie und Reduktionsäquivalente in Form von NADH.
3)Die ATP-Bildung in Chloroplasten erfolgt durch Chemiosmose. Da im Laufe des Elektronentransports Protonen (H+) aus
dem Stroma durch die Thylakoidmembran gepumpt werden, ist der Thylakoid-Innenraum saurer als das Stroma. Diese pH-Differenz
liefert den Antrieb für eine Rückdiffusion der Protonen ins Stroma. Die Rückdiffusion erfolgt durch ATP-Synthase-Kanäle, welche die
Energie der Protonendiffusion an die Bildung von ATP aus ADP und Pi koppeln. (PQ, Plastochinon; Cyt, Cytochromkomplex; Fd,
Ferredoxin; PC, Plastocyanin
ATP-Bildung & zyklische Photophosphorylierung
Es stellte sich heraus, dass für die Bildung von ATP Sauerstoff weder benötigt noch freigesetzt wurde. Somit konnte folgende Gleichung formuliert werden:
ADP + P --(Photonen)--> ATP
Dieser Vorgang der ATP-Bildung wird als Photophosphorylierung bezeichnet, da mit Hilfe von Licht (Photonen) ADP zu ATP phosphoryliert wird.
Die ATP-Bildung wird jedoch nicht direkt vom Licht bewirkt. Trotzdem muss seine Wirkung der Bildung vorausgehen. Daraus entwickelte man das Konzept des lichtinduzierten Elektronenflusses. Diese Hypothese sieht vor, dass ein Chlorophyllmolekül ein Lichtquant (Photon) absorbiert und dadurch in einen angeregten Zustand übergeht. Das heißt, ein Elektron des Chlorophyllmoleküls wird auf ein höheres Energieniveau gebracht.
Dieses energiereiche Elektron wird auf ein benachbartes Elektronenakzeptormolekül übertragen. Durch die Übertragung des Elektrons wird bereits die photochemische Phase der Photosynthese beendet. Der entscheidende Aspekt ist, dass ein Photonenfluss in einen Elektronenfluss umgewandelt wird.
Sobald durch die Übertragung des Elektrons eine stark elektronennegative - und damit reduzierende - Substanz gebildet wurde, kann ein Elektronenfluss auf weitere Elektronenakzeptoren mit weniger negativen Redoxpotentialen erfolgen, wobei chemische Energie frei wird, die zur Phosphorylierung genutzt wird.
Teile dieser Elektronentransportkette sind zum Beispiel die Cytochrome. Es wurde auch gezeigt, dass das Elektron am Ende des Prozesses wieder zum Chlorophyll zurückkehrt, dessen ursprünglicher Zustand dadurch wiederhergestellt wird. Dadurch ist die Bedingung einer Katalyse erfüllt. Man nennt diesen Vorgang deshalb auch zyklische Photophosphorylierung.
In Michondrien:
Die Art und Weise der ATP-Synthese findet an der inneren Membran der Mitochondrien statt. In dem Raum zwischen den beiden Membranen, dem Membranzwischenraum, herrscht normalerweise eine hohe Konzentration an Protonen, im Innern des Mitochondriums, in der Matrix, dagegen eine niedrige Konzentration (theoretisch könnte man das mit Universalindikator nachweisen). Die Protonen diffundieren also aus dem Zwischenraum nach innen und passieren dabei den großen Enzymkomplex ATP-Synthase .Dieses Enzym stellt auf die eben beschriebene Art aus ADP und Phosphat das ATP her.
Leider gibt es ein kleines Problem bei diesem Mechanismus: Wenn dauernd Protonen in den Mitochondrium-Innenraum einströmen, kommt es mit der Zeit zu einem Konzentrationsausgleich. Dann könnte aber kein ATP mehr hergestellt werden.
Die Lösung dieses Problems ist ganz einfach: Es müssen immer wieder neue Protonen in den Membranzwischenraum gepumpt werden, jedoch darf bei diesem Transport kein ATP verbraucht werden (sonst wäre ja die gesamte Atmungskette für die Katz: es würde ATP verbraucht, um ATP herzustellen). Die Energie für diesen Bergauftransport muss also aus einer anderen Quelle entnommen werden.
Mitochondriale ATP-Bildung durch F1/F0-ATPase katalysiert
Das zentrale Problem bei der Energiekonservierung in der Atmunskette besteht in der Aufklärung des Zusammenhangs zwischen elektrochemischem Potential und der Energiekonservierung durch Phosphorylierung von ADP zu ATP. Im Prinzip kann dieser Vorgang als Umkehr der durch Transport-ATPasen katalysierten Reaktionen aufgefasst werden. Eine Umkehr dieser Transportreaktionen könnte einen über einer Membran bestehenden Ionengradienten ausnutzen, um ATP aus ADP und Pi zu bilden.
Auf die Atmungskette übertragen bedeutet dies, dass sich in Mitochondrien eine vektorielle, protonengetriebene ATP-Synthase finden müsste, die in der Rückreaktion als Protonen-ATPase wirkt. Ihr Vorhandensein wurde bewiesen. Sie wird als F1/F0-ATPase bezeichnet.
Der aus der Membran herausragende Teil des Enzymkomplexes wird bei Mitochondrien auch als F1-Teil bezeichnet. Der in die Mitochondrienmembran integrierte Stiel des ATP-Synthase-Komplexes wird auch als F0-Teil bezeichnet.
Es ist jedoch noch nicht mit Sicherheit bekannt, wie viele Protonen für die Bildung eines ATP genötigt werden. Vermutlich liegt die Zahl zwischen 2 und 3.
4)Phytohormone sind biochemisch wirkende endogene organische Verbindungen, die als Botenstoffe Wachstum und Entwicklung der Pflanzen steuern und koordinieren. Da sie nicht alle Kriterien der eigentlichen Hormone erfüllen, können sie auch als Wachstumsregulatoren bezeichnet werden. Pflanzenhormone regulieren die pflanzlichen Wachstums- und Entwicklungsprozesse und können diese auslösen, hemmen oder fördern. Sie steuern und koordinieren auf diese Weise das Wachstum von Wurzel, Spross und Blatt, die Entwicklung von Samen und Frucht, Ruhepausen von Pflanzen, den Gravitropismus und Phototropismus und viele andere Prozesse. Chemisch sind Phytohormone keine einheitliche Stoffklasse. Sie werden unterteilt in fünf Gruppen:
* die vorwiegend wachstumsfördernden Auxine, Cytokinine und Gibberelline,
sowie die hemmenden Phytohormone Abscisinsäure und Ethylen
Phytoöstrogene sind sekundäre Pflanzenstoffe, zu denen unter anderem Isoflavone und Lignane gehören. Sie sind keine Östrogene im chemischen Sinne, sondern besitzen lediglich strukturelle Ähnlichkeit mit diesen. Diese Ähnlichkeit ermöglicht eine Bindung an Estrogenrezeptoren, wodurch eine östrogene oder auch antiöstrogene Wirkung erzielt werden kann. Die bekanntesten Phytoöstrogene sind Genistein, Daidzein und Coumestro. Die wesentliche biologische Bedeutung liegt in der Eigenart dieser Polyphenol-Verbindungen als Farb-, Gerb- und Bitterstoff. Viele Phytoöstrogene sind zudem Mikrobizide: Sie schützen die Pflanze vor Pilzen und Bakterie.
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