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Vorlesung 14: Atmung und Lipidstoffwechsel
Atmung und Lipidstoffwechsel
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Vorlesung 14: Pflanzlichen Mechaniscmen zur Reduktion der ATP Erzeugung in Mitochondrien1. ATP Synthese reduziert werden kann (wenn zu viel ATP)NADH Dehydrogenase auf
Intermembranraumseite oder auch Cytosolseite, keine Protonen gepumpt, (NADHNAD+)
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 AronstabgewächsteSchnee
schmeltzen, Anlocken Bestäuber, Amorphophallus titanum (großte Blümen der Welt)
Nicht-phosphorylierender Elektronentransport
NADH dehydrogenase (NADH+HNAD + Elektronen UQH2 Alternative oxidase
(O2H2O)Uq NADH dehydrogenase
(EnergieWärme)
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 + ATPADP+P)
Malonyl-CoA auf ACP( Acylcarrierprotein) übertragenMalonyl-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. GlycerinGluconeogenese
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