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Glyoxylatzyklus

1 Definition

Der Glyoxylatzyklus ist ein Stoffwechselweg von Pflanzen und einigen Mikroorganismen, der die Umwandlung von Acetyl-CoA aus dem Abbau von Fetten in die Speicherform Glucose erlaubt. Die Reaktionen des Glyoxylatzyklus finden in Organellen statt, die Glyoxysomen bezeichnet werden.

2 Reaktionsablauf

Die Abfolge der Reaktionen im Glyoxylatzyklus ähnelt denen im Citratzyklus, doch die beiden Decarboxylierungsschritte des Citratzyklus werden umgangen. Ein weiterer wichtiger Unterschied besteht darin, dass pro Durchlauf zwei Moleküle Acetyl-CoA in den Stoffwechselweg eingeschleust werden, wohingegen es beim Citratzyklus nur ein Molekül Acetyl-CoA ist.

Der Zyklus beginnt mit der Kondensation von Acetyl-CoA und Oxalacetat zu Citrat. Katalyiert wird diese Reaktion von der Citrat-Synthase. Das gebildete Citrat wird im nachfolgenden Schritt durch eine Aconitase zu Isocitrat isomierisiert.

Anschließend erfolgt eine Spaltung des Isocitrats in Succinat und Glyoxylat durch die Isocitrat-Lyase. Dies ist ein Schritt, der die erste Decarboxylierung im Citratzyklus umgeht. Die Malat-Synthase katalysiert die folgende Kondensation von Acetyl-CoA mit Glyoxylat zu Malat und umgeht somit den zweiten Decarboxylierungsschritt des Citratzyklus.

Nachfolgend wird Malat durch eine Malat-Dehydrogenase, mithilfe des Cofaktors NAD+, wie im Citratzyklus zu Oxalacetat oxidiert.

3 Biologische Bedeutung

Das in der Mitte des Zyklus freigesetzte Succinat kann durch die Kombination von Citratzyklus und Gluconeogenese in Kohlenhydrate umgewandelt werden. Die so entstandenen Kohlenhydrate versorgen den wachsenden Keimling mit Energie, bis die Zellen mit der Photosynthese beginnen.

4 Quellen

  • Biochemie; Stryer; Springer Spektrum; 7te Auflage

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