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Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff?

Das Endprodukt der Glykolyse, das immer noch sehr energiereiche Pyruvat, kann mit oder ohne Zutun von Sauerstoff umgesetzt werden.

Pyruvat (oder Brenztraubensäure) ist ein wichtiger Verzweigungspunkt im Stoffwechsel. Von hier aus wird entschieden, auf welchem Weg Energie aus der Glukose gewonnen werden soll:

  • anaerob über Gärung zum Laktat
  • aerob über Citratzyklus und Atmungskette

Ohne Sauerstoff können unsere Zellen nur kurzzeitig weiterfunktionieren. Andere Organismen wie Hefezellen können sehr gut ohne Sauerstoff Stoffwechsel betreiben.

Die Umsetzung von organischem Material ohne Sauerstoff wird Gärung genannt. Man kennt dies aus dem Alltag durch das Vergären von Früchten wie z.B. Weintrauben (Alkoholherstellung, alkoholische Gärung) oder auch bei Prozessen wie dem Brotbacken oder der Herstellung von Joghurt und Salami (Milchsäuregärung).

Was passiert mit dem Pyruvat?

Abbildung 1-1: Pyruvat ist ein zentraler Punkt. Hier laufen Kohlenhydrat- und Aminosäurestoffwechsel zusammen. Je nach den äußeren Bedingungen wird entschieden, ob der weitere Stoffwechsel anaerob oder aerob arbeiten soll.
Pyruvat

Grundprinzip des Stoffwechsels

=> Stoffe, die verbraucht wurden, müssen immer wieder aufgefüllt werden (Kreislauf).

Z.B. verbraucht die Glykolyse NAD+.

  • Andere Prozesse müssen dies wieder regenerieren.
    • Bsp.: Atmungskette (Mitochondrien) oder Gärung von Pyruvat zu Laktat (Zytosol)

Atmung oder Gärung?

Entscheidend für die Beantwortung dieser Frage ist der Sauerstoffgehalt. Ist O2 vorhanden, so wird, wenn möglich, die Zelle Energie über die Prozesse der Atmung erzeugen. Ist kein Sauerstoff vorhanden, dann treten Gärungsprozesse auf.

Pyruvat (Brenztraubensäure) ist ein wichtiger Knotenpunkt im Stoffwechsel. Von Pyruvat aus kann ohne Sauerstoffzufuhr die Milchsäure- oder alkoholische Gärung beginnen, mit Sauerstoff dagegen kann Energie über den Citratzyklus und die Atmungskette gewonnen werden.

Lückentext
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Pyruvat (Brenztraubensäure) ist ein wichtiger Knotenpunkt im Stoffwechsel. Von Pyruvat aus kann Sauerstoffzufuhr die Milchsäure- oder alkoholische Gärung beginnen, mit Sauerstoff dagegen kann Energie über den Citratzyklus und die Atmungskette gewonnen werden.


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Autor: Dr. Martina Henn-Sax

Dieses Dokument Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff? ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Stoffwechsel.

Dr. Martina Henn-Sax verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
Vorstellung des Online-Kurses StoffwechselStoffwechsel
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Stoffwechsel

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

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  • Grundlagen des Stoffwechsels
    • Einleitung zu Grundlagen des Stoffwechsels
    • Grundlagen des Stoffwechsels (Allgemein)
    • Energieumwandlung
      • Einleitung zu Energieumwandlung
      • Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
        • Einleitung zu Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
        • Wasser - das Lebenselexier
        • Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen
          • Einleitung zu Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen
          • Charakteristischen Reaktionen
      • Zellen und Organellen des Stoffwechsels
    • Fließgleichgewicht und Regulation des Stoffwechsels
    • Stoffwechselregulation
  • Prozesse zur ATP-Gewinnung
    • Einleitung zu Prozesse zur ATP-Gewinnung
    • Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
      • Einleitung zu Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
      • Aufbau von Proteinen
      • Eigenschaften der Enzyme
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        • kompetetive Hemmung
        • nicht kompetitive Hemmung
        • allosterische Wechselwirkung
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      • Einleitung zu Fotosynthese und Ökologie
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        • Einleitung zu Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren
        • Umweltfaktor Licht
        • Umweltfaktor Wasser
      • Fotosynthesevarianten: Anpassung an die Umwelt
      • CAM-Pflanzen
      • C4-Pflanzen
      • Fotosyntheseprodukte der Pflanze -> Bedeutung und Speicherung
      • Zusammenfassung: Fotosynthese
    • Chemosynthese: es funktioniert auch ohne Licht
      • Einleitung zu Chemosynthese: es funktioniert auch ohne Licht
      • autotrophe Assimilation am Beispiel nitrifizierender Bakterien
  • Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her?
    • Einleitung zu Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her?
    • Verdauung und Resorption - Verdauungssystem
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    • Berechnung des Energieumsatzes
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    • Gesamtsumme des Glukoseabbaus über die Vorgänge der Zellatmung
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      • Einleitung zu Zellatmung: Abhängigkeit von inneren und äußeren Faktoren
      • Energiebilanz und Regulation der Atmung
      • Regulation des Stoffwechsels
      • Regulation der Phosphofruktokinase (PFK)
    • Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff?
      • Einleitung zu Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff?
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    • Zusammenfassung: Zellatmung
      • Einleitung zu Zusammenfassung: Zellatmung
      • Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei diesen ATP-produzuierenden Prozessen
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