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Metabolismus

  • Als Metabolismus bezeichnet man den Auf- und Abbau von Makromolekülen in lebenden Organismen (Anabolismus und Katabolismus).
  • Der Metabolismus wird von Enzymen und Signal gebenden Molekülen kontrolliert und gesteuert.
  • antikoerper-online.de bietet eine Vielzahl molekularbiologischer Werkzeuge an, die Forschung im Bereich ermöglichen.
Anabolismus und Katabolismus

Metabolismus (zu Deutsch: Stoffwechsel) schließt alle chemischen Prozesse ein, die in einer lebenden Zelle statt finden und ist die Basis für den Erhalt des Lebens, Wachstum und Fortpflanzung. Metabolismus kann in zwei Unterkategorien eingeteilt werden. Der Katabolismus beschreibt alle Abbauprozesse größerer chemischer Moleküle, um Energie zu gewinnen und chemische Komponenten zu erzeugen, die für den Aufbau neuer Strukturen und Zellen verwendet werden können. Der Anabolismus auf der anderen Seite beschreibt die chemischen Prozesse, bei denen Moleküle zu neuen Markomolekülen und Strukturen zusammen gesetzt werden, oftmals unter Verwendung von Energie.

Ein Beispiel für einen katabolischen Prozess ist die Glykogenolyse, bei der Glykogen in Glukose Moleküle aufgebrochen wird. Dabei kommen Enzyme wie beispielsweise die zum Einsatz. Die entgegengesetzte Reaktion, d.h. die Synthese von Glykogen aus Glukosemolekülen, ist der anabolen Seite des Metabolismus zuzurechnen und wird Glykogensynthese genannt. Die Glykogensynthese wird von Enzymen wie beispielsweise der katalysiert.

Signalwege und Metabolismus

Die meisten der chemischen Prozesse des Metabolismus werden von Enzymen gesteuert und katalysiert, die die Reaktionsdynamik verändern. Des weiteren werden diese Reaktionen von Proteinen beeinflusst, die den Transport von Grundsubstanzen wie Zuckern, Fettsäuren und Energieträgern ermöglichen und häufig zudem als Signalgeber agieren. Die Signalwege, in denen diese Proteine involviert sind, steuern die Expression von Enzymen der Zellen, um eine Anpassung an veränderte Lebensumstände zu ermöglichen. Daher dienen viele der grundlegenden Moleküle einer Zelle, so wie beispielsweise Fettsäuren, Choesterol, Zucker, Aminosäuren, ATP und viele andere, als Signalmoleküle. Das bedeutet, dass bestimmte Proteine dazu dienen, die Menge dieser Moleküle in der Zelle zu detektieren, um die Genexpression und Proteintranslation zu verändern, zum Beispiel um eine größere Aufnahme benötigter Substanzen zu ermöglichen.

Ein interessantes Beispiel für ein Protein, das den Energiestatus der Zelle anhand der AMP Konzentration misst und die Energiehomöostasis erhält, ist die .

Kohlenhydratmetabolismus

Einer der notwendigen Grundsubstanzen des Lebens ist Kohlenstoff, beziehungsweise sind Kohlenhydrate, die die Makromoleküle des Lebens bilden, wie beispielsweise Aminosäuren, Lipide, Zucker und viele andere. Es gibt zwei Quellen an Kohlenstoffen. Heterotrophe Organismen sind auf komplexe externe Kohlenstofflieferanten angewiesen, die sie aufnehmen, d.h. verzehren müssen. Autotrophe Organismen hingegen stellen komplexe Kohlenhydrate aus Kohlendioxid und Licht (Photosynthese) oder chemischer Energie (chemoautotrophe Organismen) her. Dieser Prozess wird Kohlenstofffixierung genannt.

Der Kohlenhydratmetabolismus in Heterotrophen findet beispielsweise in der Gluconeogenese statt, wobei Glukose aus organischen Substanzen (d.h. Kohlenwasserstoffverbindungen), wie zum Beispiel Aminosäuren, hergestellt werden. Beispiele für zwei Enzyme, die an dieser Synthese beteiligt sind, sind die und die .

Metabolismus Reaktionswege

Viele hoch komplexe Mechanismen des Metabolismus haben sich entwickelt, um Enrgie zu ernten, zu speichern oder zu übertragen und um die für das Wachstum und die Fortpflanzung notwendigen Grundsubstanzen zu synthetisieren. Diese biochemischen Strategien werden Reaktionswege des Metabolismus genannt (engl. metabolic pathways). Einige dieser Reaktionswege ähneln sich sehr zwischen den verschiedenen Spezies, selbst zwischen so verschiedenartigen wie Bakterien und Säugetieren. Diese Tatsache deutet an, dass es sich um frühe Erfindungen der Evolution handelt, die die Grundlage des Lebens bildeten und immer noch bilden.

Einge Beispiele für ELISA Kits, die wichtige Reaktionswege abzubilden helfen, finden sich auf antikoerper-online. Einige Beispiele lauten: