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UbichinoneZoomA-Z

Fachgebiet - Organische Chemie, Biochemie

Ubichinone sind niedermolekulare Bestandteile von Elektronentransportketten und werden auch unter der Bezeichnung Coenzym Q zusammengefasst, wobei sich das Q aus der englischen Schreibweise "quinone" ableitet. Der Wortbestandteil ubi wurde aufgrund der ubiquitären Verbreitung dieser Verbindungsklasse gewählt. Alle Ubichinone enthalten einen 2,3-Dimethoxy-5-methylbenzochinon-Ring, der in Position 6 eine aus Dihydroisopren-Einheiten bestehende Seitenkette trägt. Da diese Seitenkette unterschiedlich lang ausfallen kann, unterscheidet man dementsprechend verschiedene Ubichinon-Typen. Die Seitenkette von Ubichinon-50 umfasst beispielsweise 50 C-Atome, was n = 10 Isopren-Einheiten entspricht und zur alternativen Bezeichnung Coenzym Q10 führt.

Beim Elektronentransport wird das Benzochinon reversibel durch Aufnahme von zwei Elektronen und zwei Protonen zum Hydrochinon (Ubichinole, QH2) reduziert. Dieser Prozess verläuft über die Zwischenstufe eines so genannten Semichinons, das aus einem Ubichinon nach Aufnahme eines Elektrons entsteht.

Abb.1
Ubichinon-Ubichinol-Redox-Gleichgewicht (n = 6-10)

Eine Variante des Q10 scheint auch am Transport von Ca2+-Ionen durch Membranen beteiligt zu sein(Bogeski, I.; Gulaboski, R.; Kappl, R.; Mirceski, V.; Stefova, M.; Petreska, J.; Hoth, M. (2011): Calcium Binding and Transport by Coenzyme Q. In: J. Am. Chem. Soc.. , ).

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

Antioxidatives SchutzsystemLevel 1180 min.

BiochemieStoffwechselEnergiestoffwechsel

Der Schutz vor freien Radikalen und reaktiven Sauerstoff-Verbindungen spielt eine zentrale Rolle für die Gesundheit aller atmenden Lebewesen. Das folgende Material bietet sehr umfangreiche und detaillierte Informationen für das Verständnis der komplexen Arbeitsweise des antioxidativen Schutzsystems. Diese fachübergreifende Lerneinheit richtet sich an interessierte Laien und Fortgeschrittene, die ein tieferes Verständnis für einen der wichtigsten Stoffwechselprozesse des Lebens erlangen wollen. Es ist ein Prozess, der maßgeblichen Einfluss auf die Entstehung und die Prävention vieler Krankheiten nimmt. Beschrieben werden die wichtigsten Komponenten des antioxidativen Schutzsystems, die beteiligten und unterstützenden Antioxidanzien und Radikalfänger, die chemischen Abläufe und die Konsequenzen, die sich aus diesem Wissen für die menschliche Ernährung ergeben.

Oxidative PhosphorylierungLevel 290 min.

BiochemieStoffwechselEnergiestoffwechsel

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über die mitochondrialen Elektronentransport-Reaktionen und deren Kopplung mit der ATP-Biosynthese. Diese Prozesse werden allgemein unter den Begriffen Atmungskette oder oxidative Phosphorylierung zusammengefasst. Die molekularen Zusammensetzungen, die drei-dimensionalen Anordnungen und die Funktionsweisen der an den Redox- und Phosphorylierungsreaktionen beteiligten Protein-Kofaktorkomplexe werden vorgestellt. Ein Einblick in die Mitchell-Theorie (chemiosmotische Theorie) wird gegeben. Ferner wird auf klinisch-biochemische Bezüge hingewiesen, indem auf einige Krankheitsbilder eingegangen wird, die im Zusammenhang mit genetischen Veränderungen in den an der Atmungskette und dem Metabolismus von Sauerstoff-Derivaten beteiligten Proteinen auftreten.