Multienzymkomplexe<meta http-equiv="Content-type" content="text/html; charset=utf-8"> <link rel="shortcut icon" href="../../favicon.ico"><link rel="stylesheet" href="../../wikistatic.css"></head> <body><div id=topbar><table width='98%' border=0><tr><td><a href="../../h/ha/hauptseite.html" title="Hauptseite">Hauptseite</a> | <b><a href="http://de.wikipedia.org/wiki/Multienzymkomplexe" title="Multienzymkomplexe">Aktueller Wikipedia-Artikel</a></b></td> <td align=right nowrap><form name=search class=inline method=get action="../../../search/search.html"><input name=search size=19><input type=submit value=Search></form></td></tr></table></div> <div id=article><h1>Multienzymkomplexe</h1><strong>Multienzymkomplexe</strong> sind Gruppen von Enzymen, die aufeinanderfolgende Schritte im <A HREF="../../s/st/stoffwechsel.html" title="Stoffwechsel">Metabolismus</A> der Zelle katalysieren und miteinander assoziiert sind. Alle Organismen nutzen dieses Prinzip, das einen wichtigen Schritt bei der Vervollkommnung der <A HREF="../../e/en/enzymaktivita_t_und_katalytische_effizienz.html" title="Enzymaktivität und katalytische Effizienz">katalytischen Effizienz</A> darstellt. Die Vorteile sind offensichtlich: <ul><li> enzymatische Umsetzungen sind durch Diffusionsavorgänge limitiert, d.h. durch die Häufigkeit, mit der Enzxme auf ihre Substrate treffen. In Multienzymkomplexen wird die Distanz, die eine Reaktionsprodukt (das ist das Substrat der nachfolgenden Reaktion) zurücklegen muss, minimiert; <ul><li> wo zutreffend, entfällt die Hydratisierung des Produktes und das Abstreifen der Hydrathülle vor der nächsten enzymatischen Umwandlung; </li></ul></li><li> das Prinzip vermindert die Chance, dass Metabolite unangemessene Seitenreaktionen eingehen; </li><li> Multienzymkomplexe können einheitlichen Kontrollmechanismen unterworfen werden.<p> </li></ul> <p><table border="0" id="toc"><tr><td align="center"> <b>Table of contents</b> <script type='text/javascript'>showTocToggle("show","hide")</script></td></tr><tr id='tocinside'><td align="left"> <div style="margin-left:2em;"> </div> </div> <A CLASS="internal" HREF="#Beispiele">1 Beispiele</A><BR> <div style="margin-left:2em;"> <A CLASS="internal" HREF="#Der Pyruvatdehydrogenasekomplex">1.1 Der Pyruvatdehydrogenasekomplex</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Der "Glykolysekomplex"">1.2 Der "Glykolysekomplex"</A><BR> <div style="margin-left:2em;"> <A CLASS="internal" HREF="#Schritte im einzelnen">1.2.1 Schritte im einzelnen</A><BR> </div> </div> <A CLASS="internal" HREF="#Literatur:">2 Literatur:</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Weblink">3 Weblink</A><BR> </td></tr></table><P> <A NAME="Beispiele"><H2>Beispiele</H2> <A NAME="Der Pyruvatdehydrogenasekomplex"><H3>Der Pyruvatdehydrogenasekomplex</H3> Dieser Komplex ist die Eintrittspforte des Pyruvats in den <A HREF="../../c/ci/citratzyklus.html" title="Citratzyklus">Citratzyklus</A> der <A HREF="../../m/mi/mitochondrium.html" title="Mitochondrium">Mitochondrien</A>. In seiner Gesamtheit wird er durch das eigene Reaktionsprodukt, Acetyl-Coenzym A (AcCoA), reguliert. Er enthält mehrere Einheiten dreier Enzyme<p> <ul><li> Pyruvat- Decarboxylase (E1) </li><li> Dihydrolipoyl-Transacetylase (E2) </li><li> Dihydrolipoyl-Dehydrogenase (E3)<p> </li></ul><A NAME="Der "Glykolysekomplex""><H3>Der "Glykolysekomplex"</H3> Eine weitere Vervollkommnung dieses Prinzips wurde vor etlichen Jahren durch seinen Pionier, Sidney A.Bernhard (1927-1988; University of Oregon, Eugene) entdeckt, ist jedoch weitgegend unbeachtet geblieben: die <em>"Metabolit-modulierte dynamische Enzymassoziation"</em> aufeinanderfolgender Mitglieder einer Reaktionskette. Hier werden nach dem Prinzip einer dynamischen Assoziation heterologe Enzympaarungen eingeleitet, die bis zur Umsetzung eines Substrates Bestand haben. Nach diesem Ereignis dissoziiert das "Donor-Enzym", während das "Akzeptorenzym" assoziiert. In einem ständigen Wechsel von Akzeptor- und Donorfunktionen werden damit <A HREF="../../m/me/metaboliten.html" title="Metaboliten">Metabolite</A> "weitergereicht" und verändert.<p> <p> Dieses Prinzip erklärt die Tatsache, dass aufeinanderfolgende Enzyme, wie die Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase (GAPDH) und die Phosphoglyceratkinase (PGK) der <A HREF="../../g/gl/glykolyse.html" title="Glykolyse">Glykolyse</A> nur schwer voneinander zu trennen sind - und wenn, dann unter Aktivitätsverlust.<p> <A NAME="Schritte im einzelnen"><H4>Schritte im einzelnen</H4> <ul><li> Fructosebisphosphatase (FBPase, rot) wird durch aktive <A HREF="../../p/ph/phosphofructokinase.html" title="Phosphofructokinase">Phosphofructokinase</A> (PFK, grün) in Schach gehalten. Dadurch wird <em>in den meisten</em> (aber nicht allen) Geweben der gleichzeitige Ablauf gegenläufiger Reaktionen verhindert; <ul><li> gleichzeitige Aktivität von PFK und FBPase in einem sog. "<A HREF="../../s/su/substratzyklus.html" title="Substratzyklus">Substratzyklus</A>" ("futile cycle") kann jedoch sinnvoll sein (regulatorisches Phänomen, Wärmeerzeugung bei einigen Insekten); </li></ul></li><li> Fructose-1.6-bisphosphat (F-1.6BP) bindet an Aldolase und bewirkt dadurch <ul><li> die Dissoziation des jetzt inaktiven (roten) Vorläuferenzyms PFK; gleichzeitig veranlasst es die Assoziation des noch inaktiven Folgeenzyms (Glycerinaldehyd-3-phosphat-dehydrogenase, GAPDH, bzw. Glycerinphosphat-dehydrogenase, GDH) </li></ul></li><li> Einschlagen des GDH (NADH,H<sup>+</sup>-Überschuss) bzw. GAPDH-Weges (NAD<sup>+</sup>-Überschuss) wird durch den Energiestatus der Zelle bestimmt (NADH,H<sup>+</sup>-Mangel aktiviert Energie-erzeugende, katabole Wege, hier die Glykolyse). Die Aktivierung von GDH und GAPDH wird durch Assoziation der inaktiven (roten) Dimer-Formen in die aktiven Tetramere (grün) unterstützt.<p> </li></ul><A NAME="Literatur:"><H2>Literatur:</H2> <ul><li> D. K. Srivastava & S. A. Bernhard (1986) Science 234, 1081-1086 Metabolite transfer via enzyme-enzyme complexes. </li><li> J. Ovádi (1988) Trends in Biochemical Science 13, 486-490 Old pathway - new concept: Control of glycolysis by metabolite-modulated dynamic enzyme associations. </li><li> M. F. Dunn and G. L. Rossi (1990) Trends Biochem. Sci. 15, 84-85. Orbituary: Recollections of Sidney Bernhard (1927-1988)<p> </li></ul><A NAME="Weblink"><H2>Weblink</H2> <ul><li> <A HREF="http://www.gesundheit.de/roche/ro25000/r25516.html</li></ul>" class="external">http://www.gesundheit.de/roche/ro25000/r25516.html</li></ul></A></div><br><div id=footer><table border=0><tr><td> <small>Dies ist ein Artikel aus der freien Enzyklopädie <a href="http://de.wikipedia.org">Wikipedia</a>. Stand: August 2004. Der Artikel steht unter der <a href="http://www.gnu.org/licenses/fdl.txt">GNU Free Documentation License</a>.</small></td></tr></table></div>