2 Fragen zu Thioester

In der Glykolyse spielt die Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase (GAPDH) eine entscheidende Rolle. In der GAPDH-Reaktion wird Glycerinaldehyd-3-phosphat (G3P) oxidiert und phosphoryliert, wobei NAD+ als Elektronenakzeptor fungiert. Hier ist der Ablauf der Reaktion: 1. **Oxidation von G3P**: G3P wird oxidiert, wobei NAD+ Elektronen aufnimmt und zu NADH reduziert wird. Dies ist ein entscheidender Schritt, da die Oxidation des Substrats energetisch ungünstig ist und die Energie, die dabei freigesetzt wird, genutzt wird, um NAD+ zu reduzieren. 2. **Bildung des Thioesters**: Während der Oxidation wird ein Thioester-Intermediat gebildet. Das Enzym GAPDH hat eine Cystein-Seitenkette, die mit dem oxidierten G3P reagiert und ein Thioester-Intermediat bildet. 3. **Phosphorylierung**: In einem nächsten Schritt wird an das Thioester-Intermediat ein anorganisches Phosphat (Pi) angeheftet. Dies geschieht durch nucleophile Attacke des Phosphats auf das Thioester, was zur Bildung von 1,3-Bisphosphoglycerat (1,3-BPG) führt. Die Rolle von NAD+ in dieser Reaktion ist also entscheidend, da es die Oxidation des G3P ermöglicht, die notwendig ist, um das energiereiche Thioester-Intermediat zu bilden, das dann mit dem Phosphat reagieren kann. Ohne NAD+ würde die Reaktion nicht effizient ablaufen, da die Oxidation des Substrats nicht stattfinden könnte.

Thioester spielen eine entscheidende Rolle in der Energieproduktion und der Synthese von ATP, insbesondere in der Glykolyse, dem Citratzyklus und der oxidativen Phosphorylierung. 1. **lykolyse**: In der Glykolyse wird Glukose in Pyruvat umgewandelt, wobei ATP und NADH produziert werden. Ein wichtiger Schritt ist die Umwandlung von 1,3-Bisphosphoglycerat zu 3-Phosphoglycerat, bei dem ein Thioesterintermediat (Acylphosphat) gebildet wird. Diese Reaktion ist exergon und ermöglicht die Phosphorylierung von ADP zu ATP. 2. **Citratzyklus**: Im Citratzyklus sind Thioester ebenfalls wichtig, insbesondere bei der Umwandlung von Acetyl-CoA in Citrat. Acetyl-CoA ist ein Thioester, der eine hohe Energiedichte hat. Die Hydrolyse des Thioesters setzt Energie frei, die für die Synthese von ATP und anderen energiereichen Molekülen genutzt wird. Ein weiterer Schritt im Citratzyklus ist die Umwandlung von Succinyl-CoA in Succinat, bei der ebenfalls ein Thioesterintermediat beteiligt ist. Diese Reaktion führt zur direkten Synthese von GTP (oder ATP) durch Substratkettenphosphorylierung. 3. **Oxidative Phosphorylierung**: In der oxidativen Phosphorylierung wird die Energie, die durch den Elektronentransport aus NADH und FADH2 gewonnen wird, genutzt, um ATP zu synthetisieren. Während dieser Prozesse werden Thioester nicht direkt verwendet, aber die vorhergehenden Schritte (Glykolyse und Citratzyklus) sind entscheidend für die Bereitstellung der Elektronenträger, die letztendlich die ATP-Produktion ermöglichen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Thioester in der Glykolyse und im Citratzyklus eine zentrale Rolle spielen, indem sie als energiereiche Verbindungen fungieren, die die Synthese von ATP durch Substratkettenphosphorylierung unterstützen.