2 Fragen zu Reaktionsschritte

Die Pyruvatdehydrogenase (PDH) ist ein wichtiges Enzym, das die Umwandlung von Pyruvat in Acetyl-CoA katalysiert, ein entscheidender Schritt im Energiestoffwechsel. Die PDH-Komplex besteht aus drei Hauptuntereinheiten: E1 (Pyruvatdehydrogenase), E2 (Dihydrolipoyl-Transacetylase) und E3 (Dihydrolipoyl-Dehydrogenase). Hier sind die Reaktionsschritte und die Oxidationsprozesse: 1. **E1 - Pyruvatdehydrogenase**: - **Decarboxylierung**: Pyruvat wird an E1 gebunden, und ein Kohlenstoffatom wird als CO₂ abgespalten. Dies ist oxidative Decarboxylierung. - **Oxidation**: verbleibende Acetyl-Rest wird oxidiert, wobei NAD⁺ NADH reduziert wird. E1 enthält Thiaminpyrophosphat (TPP), das als Cofaktor fungiert und die Decarboxylierung unterstützt. 2. **E2 - Dihydrolipoyl-Transacetylase**: - **Transfer des Acetyl-Rests**: Das oxidierte Acetyl-Rest wird auf das Lipoyl-Gruppen von E2 übertragen. Diese Lipoyl-Gruppe ist an E2 gebunden und fungiert als Träger für das Acetyl-Rest. - **Acetyl-CoA Bildung**: Das Acetyl-Rest wird dann auf Coenzym A (CoA) übertragen, wodurch Acetyl-CoA entsteht. 3. **E3 - Dihydrolipoyl-Dehydrogenase**: - **Regeneration der Lipoyl-Gruppe**: Die reduzierte Form der Lipoyl-Gruppe (Dihydrolipoyl) wird oxidiert, um die Lipoyl-Gruppe wiederherzustellen. Dabei wird FAD zu FADH₂ reduziert. - **NAD⁺-Reduktion**: FADH₂ wird dann oxidiert, um FAD zurückzugewinnen, und dabei wird NAD⁺ zu NADH reduziert. Zusammengefasst führt die Pyruvatdehydrogenase die oxidative Decarboxylierung von Pyruvat durch, wobei Acetyl-CoA, NADH und CO₂ entstehen. Die Reaktion ist ein zentraler Punkt im Energiestoffwechsel, da Acetyl-CoA in den Citratzyklus eintreten kann, um weiter Energie zu gewinnen.

Die nucleophile Substitution am 2-Brompropan (C3H7Br) nach dem SN2-Mechanismus erfolgt in mehreren Reaktionsschritten: 1. **Nukleophil tritt an**: Ein Nukleophil (z.B. OH⁻ oder eine andere starke Base) nähert sich dem Kohlenstoffatom, das an das Brom gebunden ist. Dieses Kohlenstoffatom ist chiral und hat eine partielle positive Ladung, da das Brom ein elektronegatives Atom ist. 2. **Übergangszustand**: Während das Nukleophil an das Kohlenstoffatom bindet, wird das Bromatom gleichzeitig von diesem Kohlenstoffatom abgestoßen. In diesem Übergangszustand sind sowohl das Nukleophil als auch das Bromatom teilweise an das Kohlenstoffatom gebunden. Dies führt zu einer trigonal-planaren Geometrie um das Kohlenstoffatom. 3. **Abspaltung des Bromids**: Das Bromatom wird als Bromidion (Br⁻) abgespalten, während das Nukleophil vollständig an das Kohlenstoffatom gebunden ist. Dies führt zur Bildung des Produkts, in diesem Fall 2-Propanol (C3H8O), und das Bromidion wird als Nebenprodukt freigesetzt. Die SN2-Reaktion ist durch ihre bimolekulare Natur gekennzeichnet, was bedeutet, dass die Reaktionsgeschwindigkeit von der Konzentration sowohl des Substrats (2-Brompropan) als auch des Nukleophils abhängt.