3 Fragen zu Decarboxylierung

Bei einer Dehydrogenase findet nicht immer eine oxidative Decarboxylierung statt. Dehydrogenasen sind Enzyme, die Wasserstoffatome von Substraten abspalten, was zu einer Oxidation führt. Eine oxidative Decarboxylierung ist ein spezifischer Prozess, bei dem zusätzlich zu der Oxidation auch eine Carboxylgruppe (COOH) als Kohlendioxid (CO2) abgespalten wird. Dies geschieht beispielsweise bei bestimmten Enzymen wie der Pyruvatdehydrogenase. Es gibt jedoch viele Dehydrogenasen, die keine Decarboxylierung katalysieren, sondern lediglich Oxidationen durchführen, ohne dass CO2 freigesetzt wird.

- Pyruvat (aus der Glykolyse) wird in den Mitochondrien weiterverarbeitet. - Ein Kohlenstoffatom wird als CO₂ abgespalten (Decarboxylierung). - Das verbleibende Molekül (Acetat) wird an Coenzym A gebunden → Acetyl-CoA entsteht. - Dabei werden Elektronen auf NAD⁺ übertragen → NADH + H⁺ entsteht. - Enzymkomplex: Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex. - Acetyl-CoA wird anschließend im Citratzyklus weiterverwendet.

Im Citratzyklus gibt es zwei wichtige oxidative Decarboxylierungen: 1. **Umwandlung von Isocitrat zu α-Ketoglutarat**: Diese Reaktion wird durch das Enzym Isocitrat-Dehydrogenase katalysiert. Dabei wird Isocitrat oxidiert und gleichzeitig eine CO₂-Gruppe abgespalten, was zur Bildung von α-Ketoglutarat führt. NAD⁺ wird zu NADH reduziert. 2. **Umwandlung von α-Ketoglutarat zu Succinyl-CoA**: Diese Reaktion wird durch das Enzym α-Ketoglutarat-Dehydrogenase katalysiert. Hierbei wird α-Ketoglutarat oxidiert, CO₂ wird freigesetzt und Coenzym A wird an das Produkt gebunden, um Succinyl-CoA zu bilden. Auch hier wird NAD⁺ zu NADH reduziert. Beide Reaktionen sind entscheidend für die Energiegewinnung im Rahmen des Citratzyklus.