Atmungskette

Question 1

Was ist die oxidative Phosphorylierung?

Answer 1

Synthese von ATP mithilfe der Energie, die bei der Oxidation der Reduktionsäquivalente NADH + H+ und FADH2 frei wird

Question 2

Wo findet die oxidative Phosphorylierung statt?

Answer 2

Innere Mitochondrienmembran, Mitochondrienmatrix

Question 3

Beschreibe die Elektronentransportkette in der Atmungskette.

Answer 3

NADH + H+ —> Komplex I —> Komplex III —> Komplex IV —> O2

FADH2 —> Komplex II —> Komplex III —> Komplex IV —> O2

Question 4

Was ist das Grundprinzip der Atmungskette?

Answer 4

• Energie wird durch Elektronentransportkette frei
• Aufbau eines Protonengradienten über die innere Mitochondrienmembran
• Protonen werden aus der Mitochondrienmatrix in den Membraninnenraum gepumpt
• Protonen fließen entlang des Gradienten durch ATP-Synthase wieder in M.matrix

Question 5

Komplex I der Atmungskette

• Funktion
• Prosthetische Gruppen/Coenzyme
• Protonenpumpfunktion

Answer 5

• überträgt 2 e- und 2 H+ von NADH+ H+ auf Ubichinon
• FMN, Eisen-Schwefel-Cluster, Ubichinon
• 4 H+ in Intermembranraum

Question 6

Komplex II

• Funktion
• Prosthetische Gruppen/Coenzyme
• Protonenpumpfunktion

Answer 6

• überträgt 2 e- und 2 H+ von FADH2 auf Ubichinon
• Ubichinon
• keine H+ werden gepumpt

Question 7

Komplex III

• Funktion
• Prosthetische Gruppen/Coenzyme
• Protonenpumpfunktion

Answer 7

• Übertragung von 2 e- und Ubichinol auf 2 Cytochrom c
• Cyt b und Cyt c1, Eisen-Schwefel-Cluster
• 2 H+ aus Matrix herausgepumpt, 2 H+ von Ubichinol in Intermembranraum

Question 8

Komplex IV

• Funktion
• Prosthetische Gruppen/Coenzyme
• Protonenpumpfunktion

Answer 8

• Rückoxidation von Cyt c, reduktion von O2 zu Wasser
• Häm a und Häm a3, Kupferzentren
• 2 H+ werden in Intermembranraum gepumpt

Question 9

Wie ist der Komplex II der Atmungskette aufgebaut?

Answer 9

Beinhaltet Succinatdehydrogenase

Question 10

Welche reaktiven Zwischenprodukte entstehen in der Atmungskette?

Answer 10

Superoxidanionen O2-

Superoxiddismutase: O2- + 2 H+ —> H2O2 —> O2

Katalase: 2 H2O2 —> O2 + 2 H2O

Question 11

Wie ist die ATP-Synthase aufgebaut?

Answer 11

Fo-UE

• ringförmig
• in Mitochondrienmembran verankert, rotiert
• bildet Protonenkanal durch Membran

F1-UE

• α, β, γ, δ, ε Untereinheiten
• 3 aktive Zentren
• auf Matrixseite der Fo-UE angelagert
• Funktion: ATP-Synthese

Question 12

Beschreibe den Mechanismus der ATP-Synthese

Answer 12

• in F1-UE: ATP-Synthese
• Fo-UE: Antrieb
• β-UE: ADP + Pi —> ATP bei Kondormationsänderung
• β-UE in unterschiedlichen Konformationen
• Protonenfluss durch Fo
• Rotation der γ-UE um 120°
• Konformationsänderung der β-UE von T —> O
• ATP-Freisetzung

Question 13

Wie viel ATP entstehen in Atmungskette und oxidativer Phosphorylierung?

Answer 13

Pro NADH + H+: 2,5 ATP

Pro FADH2: 1,5 ATP

Question 14

Was ist die FUnktion der ATP/ADP-Translokase?

Answer 14

• Antiporter in innerer M.membran
• transportiert ADP in M.matrix und ATP ins Zytosol
• stellt ADP für ATP-Synthese bereit
• bei Hemmung auch Hemmung der Atmungskette

Question 15

Wie können Atmungskette und oxidative Phosphorylierung gehemmt werden?

Answer 15

wenn wenig Reduktionsäquivalente, O2, ADP oder Pi vorhanden sind

Question 16

Nenne Entkoppler der Atmungskette. Wie funktionieren sie?

Answer 16

• Thermogenin: Protonenkanal, bewirkt Abbau des Protonengradienten
• 2,4-Dinitrophenol = DNP: transportiert H+ von außen nach innen über innere Mitochondrienmembran —> Abbau Protonengradient

Question 17

Nenne Hemmstoffe der Atmungskette.

Answer 17

CO
Cyanid = CN-
Azid = N3-
Acetonitril
Antimycin A
Oligomycin

Question 18

Wie hemmen CO, Cyanid und Azid die Atmungskette?

Answer 18

hemmen Cytochrom-c-Oxidase = Komplex IV —> keine Übertragung von e- von Häm a3 auf O2

Question 19

Wie wirkt Acetonitril auf die Atmungskette?

Answer 19

• enthält Cyanogruppe
• durch Verstoffwechslung: Cyanid wird freigesetzt
• Cyanid hemmt Komplex IV

Question 20

Wie wirkt Antimycin A auf die Atmungskette?

Answer 20

Hemmt Ubichinol-Cytochrom-c-Oxidoreduktase = Komplex III

Question 21

Wie wirkt Oligomycin auf die Atmungskette?

Answer 21

Hemmt ATP-Synthase