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Ein neuartiges biologisches Prinzip: Konservierung von Decarboxylierungsenergie
Author(s) -
Dimroth Peter
Publication year - 1987
Publication title -
chemie in unserer zeit
Language(s) - German
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.217
H-Index - 24
eISSN - 1521-3781
pISSN - 0009-2851
DOI - 10.1002/ciuz.19870210403
Subject(s) - chemistry , microbiology and biotechnology , medicinal chemistry , biology
Ein neuer Typ biologischer Energiekonservierung besteht in der Nutzbarmachung von Decarboxylierungsenergie zum aktiven Na + ‐Transport. Diese Art der Energiewandlung wurde bei Untersuchungen an der membrangebundenen Oxalacetat‐Decarboxylase aus dem Bakterium Klebsiella pneumoniae entdeckt und seither auch bei anderen Decarboxylasen aus anaeroben Bakterien gefunden. Alle diese Na + ‐Transport‐Decarboxylasen besitzen einen sehr ähnlichen Aufbau aus Untereinheiten und scheinen nach dem gleichen Mechanismus zu arbeiten. Nach Inkorporation der gereinigten Enzyme in Liposomen kann der durch die Decarboxylierung bewirkte Transport von Na + ‐Ionen beobachtet werden. Es entsteht ein elektrochemischer Na + ‐Gradient über die Membran, der ‐ in Umkehrung der Reaktion ‐ die energieverbrauchende Carboxylierung des decarboxylierten Substrats betreiben kann. Die physiologische Bedeutung der Konservierung von Decarboxylierungsenergie zeigt sich am eindrucksvollsten bei dem succinat‐vergärenden Bakterium Propionigenium modestum. Dieser strikte Anaerobier bezieht seine gesamte Energie aus der Decarboxylierung von Methylmalonyl‐Coenzym A. An diesem Organismus ist die Synthese von ATP über einen Na + ‐Cyclus mit der Decarboxylierung verbunden. Dies ist das erste Beispiel für einen ATP‐Synthese‐Mechanismus mit Na + anstelle von H + als Kopplungs‐Ion.