Vorlesung 14: Atmung und Lipidstoffwechsel

Vorlesung 14: Pflanzlichen Mechaniscmen zur Reduktion der ATP Erzeugung in Mitochondrien

1. ATP Synthese reduziert werden kann (wenn zu viel ATP)NADH Dehydrogenase auf
Intermembranraumseite oder auch Cytosolseite, keine Protonen gepumpt, (NADHNAD+)
2. Alternative Oxidase – Elektronen auf Sauerstoff übertragen H2O entsteht
3. Entkopplungsprotein Protonenpumpe von Intermembranraum zu Matrix

Energie wird als Wärme abgegeben

Funktionen:

- Anpassung Bereitsteööung ATP/Kohlenstoffgerüste
- Schutz Überreduktion (Stress)
- Z.T. Wärme (z.B. Blüte Voodoo-Lilie)

Nutzung Wärme aus Reaktion der Alternativen Oxidase: z.N. in AronstabgewächsteSchnee
schmeltzen, Anlocken Bestäuber, Amorphophallus titanum (großte Blümen der Welt)

Nicht-phosphorylierender Elektronentransport

NADH dehydrogenase (NADH+HNAD + Elektronen UQH2 Alternative oxidase
(O2H2O)Uq NADH dehydrogenase

(EnergieWärme)

Bottom up Regulation der pflanzlichen Respiration

Substrate aktivieren z.B. ADP, P (Aktiviert Fructose-1,6-biphosphatase)

Produkte inhibieren z.B. ATP, NADH (ihnibieren Elektronentransportkette und Prozesse des Cirtat
Zyklus)

Atmung eng verknüpft mit anderen Stoffwechselwegen (Aminosäuren, Chlorophylle, Lipide,
Nukleotide, Alkaloide, Flavonoide, Lignin)

Atmung und Photosynthese laufen paralell (30-60 fixiertes C aus Photosynthese fließt wieder in
Atmung): zusätzlich Photorespiration (Oxidation Glycin zu Serin unter NADH-Synthese)

Atmung für Erhaltung / Wachstum

Atmungsquotient RQ Verhältnis CO2 Freisetzung zu O2 Verbrauch (Abhängig von Substraten der
Atmung zu. Lipide, Zucker, organische Säuren) circa 1 in heterotrophe Pflanzengewebe wie Wurzeln



Lipidstoffwechsel:

Lipide in Pflanzen: Speicher für Energie und reduzierten Kohlenstoff

Gluconeogenese: Herstellung Glucose (Zucker) in Tieren aus Aminosäuren, in Pflanzen auch aus
Fettsäuren (über Acetyl-CoA)

Fette&Öle wichtige Speicherform reduzierten C in Samen vieler Spezies, einschließlich Nutzpflanzen
wie Sojabohne, Sonnenblume, Raps…

Keimung: da Lipide nicht transportiert werden können, ist für Mobilisierung Umwandlung in Zucker
erforderlich.

, Arte von Lipiden:

Triaglycerin (Speicherlipid):unpolar

Amphiphile Lipide (Membranbausteine)Diacylglycerolipid, Sphingolipid

Häufige Fettsäuren von Membranbausteinen

Palmitinsäure, Stearinsäure> Ölsäure> Linolsäure> α-Linolensäure

Starker, weil länger kette



Lipidzusammensetzung verschiedener Membranen

Chloroplasten/Plastiden: Galactolipiden

ER- Membran: Phosphatidylcholin

Plasmamembran: Steroide, Phosphatidylcholin



Speicherlipide:

Triacylglycerine in Ölkörpern-Proteine



Fettsäuresynthese erfolgt in Plastiden

Enzymapparat in allen Zellen, da kein Fettsäuretransport über weite Strecken

Neusynthese in Plastiden, Modifikationen auch in ER

Ausgangsybstanz= Acetyl-CoA= daraus entstehen Fettsäure



Acetly-CoA durch Acetyl CoA Carboxylase (vor allem in Licht aktiv-wesentlich für aktivierung der
Fettsäuresynthese) Manolyl-CoA (auch HCO3 + ATPADP+P)

Malonyl-CoA auf ACP( Acylcarrierprotein) übertragenMalonyl-ACP

Panthethein haben ACP und CoA , daraus wird Acetylgruppe verknüpft (CH3-C=O [Spitze]bis CH3-
CH3) Acyl-ACP als Endprodukt

Weitere Schritte: Desaturierung, Export für extraplastidären Lipidmetabolismus, ER: Verlängerung &
Desaturierung Fettsäuren

Nutzung Pflanzenfette: Soja Öl, Palm Öl, Raps Öl…, Laurinsäure (aus Kokosnuss für Seifen und
Kosmetika, Detergenzen), Linolensäure



Wie kann aus Speicherlipiden Kohlenstoff mobilisieren (weil Lipide können nicht transportiert
werden)?

1. Lipasen spalten Triacylglycerine zu Glycerin und Fettsäuren
2. GlycerinGluconeogenese