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  Die Atmungskette Biochemie

Die Atmungskette bildet den Abschluß der biochemischen Energiegewinnung. In diesem Prozeß werden die bei der Glycolyse und dem Citrat-Zyklus reduzierten Coenzyme NADH und FADH2 wieder oxidiert. Als Oxidationsmittel dient letztlich Sauerstoff. Die Energie wird als ATP, also in einer biochemisch verwertbaren Form gewonnen.

Atmungskette

Aus einem Mol Glucose entstehen 36-38 Mol ATP. 2 Mol ATP werden bei der Glycolyse gewonnen, 2 Mol im Citrat-Zyklus. Die übrigen 32/34 Mol entstehen erst in der Atmungskette.

Die Oxidation erfolgt in der Atmungskette über eine Kaskade verschiedener Redox-Systeme. Es sind insgesamt vier Enzymkomplexe für die Oxidation und ein Komplex für die ATP-Synthese an diesem Prozeß beteiligt. Die gesamte Atmungskette läuft an der inneren Mitochondrien-Membran ab.

Atmungskette

Als Redoxsysteme dienen im einzelnen Schwermetallkomplexe, insbesondere Eisen-Porphyrin-Komplexe (Cytochrome) und Kupferkomplexe, sowie heterocyclische aromatische Systeme (z.B. FMN) und Chinone (Ubichinon). Die einzelnen Redoxsysteme besitzen Potentiale, die zwischen dem von NADH (-0,32 V) und dem von Sauerstoff (+0,82 V) liegen. (Die Potentiale sind hier auf pH 7 bezogen!) Während einiger Redox-Teilschritte werden Protonen aus dem Inneren des Mitochondriums in den Intermembranraum zwischen innerer und äußerer Mitochondrien-Membran transportiert. Dieser Protonengradient wird schließlich zur ATP-Synthese ausgenutzt.

Energie-Bilanz: Potentialdifferenz: DE = 1,14 V  
  theoretische Energieausbeute: DG = – z · F · DE DG = –220,0 kJ/mol
  Energieinhalt von 1 Mol ATP
(ATP ® ADP + P)
DG = – 30,5 kJ/mol  
  aus 1 Mol NADH entstehen 3 Mol ATP: DG = 3 · – 30,5 kJ/mol DG = – 91,5 kJ/mol
  Gesamt-Energieausbeute: – 91,5 kJ/mol / –220,0 kJ/mol = 41,6%

© Prof. Dr. J. Gasteiger, Dr. A. Schunk, CCC Univ. Erlangen, Fri Mar 30 11:42:30 2001 GMT
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