Stoffwechselweg

Synonym: Stoffwechselpfad
Englisch: metabolic pathway

Definition

Als Stoffwechselweg bezeichnet man biochemische Reaktionskaskaden in Zellen, mit denen spezifische Moleküle enzymatisch auf- oder abgebaut werden. In ihrer Gesamtheit bestimmen sie den Stoffwechsel der Zelle.

Biochemie

Ein Stoffwechselweg ist eine mehr oder weniger fest definierte Abfolge chemischer Reaktionen. Er vollzieht sich über mehrere Zwischenschritte, bei denen Stoffwechselintermediate bzw. Metabolite anfallen. Sie können einem Stoffwechselweg entnommen werden und in andere Stoffwechselwege eintreten. Handelt es sich um einen Zyklus, steht dieselbe chemische Verbindung am Anfang und am Ende des Stoffwechselwegs.

Chemische Verbindungen, die am Ende eines Stoffwechselwegs stehen und nicht weiter umgesetzt werden können, scheidet der Körper in der Regel als Abbauprodukt aus. Unter pathologischen Bedingungen können sie sich aber auch im Körper anhäufen.

Jeder Stoffwechselweg dient einem bestimmten Zweck. Ziel kann zum Beispiel die Bereitstellung von energiereichen Molekülen (z.B. ATP), die Synthese von molekularen Strukturelementen oder der Abbau toxischer Verbindungen sein. Die Aktivität der Reaktionskaskaden unterliegt dabei einer Vielzahl von Einflussfaktoren:

adäquates Vorhandensein der Substrate
Genexpressionsaktivität der beteiligten Enzyme (Induktion bzw. Repression)
ausreichendes Vorliegen energiereicher Verbindungen
Gesamtzustand des Zellstoffwechsels
Ablaufen anaplerotischer Reaktionen

Im Hinblick auf die Trophik des Körpers differenziert man zwischen anabolen ("aufbauenden") und katabolen ("abbauenden") Stoffwechselwegen.

Beispiele

Literatur

Heinrich et al., Löffler/Petrides Biochemie und Pathobiochemie (9. Auflage), Springer Verlag, 2014