ist die Energie der Regeneration (bei NAD Reduktion) von coenzymen (NAD zu NADH oder X-COA zu X+COA) dann …

Question

Aufgabe:

Text erkannt:

\( \begin{array}{l} \text { pyruvate }+ \text { CoA }+ \text { Fd ox } \\ \rightleftharpoons \text { acetyl } \mathrm{CoA}+\mathrm{CO}_{2}+\mathrm{Fd}_{\text {red }} \\ \Delta G^{0^{\prime}}=-4.6 \mathrm{kcal} / \mathrm{mol} \\ \text { (19.2 kJ/mol) } \\ \text { pyruvate }+\mathrm{CoA} \rightleftharpoons \text { acetyl CoA }+ \text { formate } \\ \Delta G^{0^{\prime}}=-3.9 \mathrm{kcal} / \mathrm{mol} \\ (-16.3 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}) \\ \text { acetaldehyde }+\mathrm{CoA}+\mathrm{NAD}^{+} \\ \rightleftharpoons \text { acetyl } \mathrm{CoA}+\mathrm{NADH}+\mathbf{H}^{+} \\ \Delta G^{0^{\prime}}=-4.2 \mathrm{kcal} / \mathrm{mol} \\ (-17.5 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}) \\ \end{array} \)
(622)

Text erkannt:

\( \begin{array}{l}\cdots \\ \cdots\end{array} \)

Problem/Ansatz:

Hallo zusammen, habe mehrere Fragen:

1) ist die Übertragung von CoA auf ein Molekül endergonisch oder exergonisch (laut erster gleichung müsste es ja exergonisch sein)

2) ist die Energie der Regeneration (bei NAD Reduktion) von coenzymen (NAD zu NADH oder X-COA zu X+COA) dann verhältnismäßig gleich zu der Oxidation (zu NADH)? In einem Paper steht NAD+ zu NADH sind  +22,1 kj/mol das heißt NADH zu NAD+ müssten -22,1 kj/mol sein (Wenn man den Grundsätzlichen Energieverlust bei der Übertragung von Energie vernachlässigt)

3) Warum ist die dritte Reaktion Acetaldehyd + NAD+ + CoA -> AcetylCoA+NADH + H+ exergonisch wenn die NADH regeneration Energie kostet?

Comments

eine weitere frage in gleicher richtung:

C6H12O6→ 3CH4+3CO2 wird als vollständige vergärung mit -145 kj/mol angegeben

C6HI2O6→ 3CH3COO-+3H+ der schritt nur zu acetat wird in einem anderen Paper auch -311 kj/mol angegeben wie kann das sein? wo geh energie verloren in der zwischenzeit ?

Answer 1

Grüße chemweazle,

Zu den Fragen Nr. 1 bis Nr. 3

1) ist die Übertragung von CoA auf ein Molekül endergonisch oder exergonisch (laut erster gleichung müsste es ja exergonisch sein)

Die erste Reaktionsgleichung gibt die Oxidative Decarboxylierung von Pyruvat, der konjugierten Base zur Brenztraubensäure("Pyruvic acid") wieder.

Hier finden Oxidationen sowohl an der Ketogruppe und der Carboxylgruppe am Pyruvation statt und es entsteht das sehr energiearme Reaktionsprodukt Kohlendioxid.

3) Warum ist die dritte Reaktion Acetaldehyd + NAD+ + CoA -> AcetylCoA+NADH + H+ exergonisch wenn die NADH regeneration Energie kostet?

Ist die Oxidation von Acetaldehyd zum Acetyl-CoenzymA exergonisch oder endergonisch?Gl.(622)

Zur Frage , ob die Oxidation von Acetaldehyd zum Essigsäure-Thiolester, Acetyl-CoA, exergonisch verläuft, siehe die Reaktionsgleichung(622).

Die Redox-Gleichung (622) läßt sich in zwei Teilgleichungen zerlegen Teilgleichung 1 und Teilgleichung 2.

Teilgleichung 1

Oxidation des Reduktionsmittels Acetaldehyd zur Oxidierten Form :Acetyl-S-CoA

CH₃-C(+I)H=O + H-S-CoA → CH₃-(C(+III)=O)-S-CoA + 2 e^(-) + 2 H⁽⁺⁾

Teilgleichung Nr. 2

Die Reduktion des Ox.-Mittels NAD(+) zu NADH(H⁽⁺⁾)ist endergonisch, Δ_R1G_m = + 22,1 KJ / mol

NAD(+) + 2 e^(-) + 2 H⁽⁺⁾ → NADH(H⁽⁺⁾)

Die Reaktionsgleichung Nr.(622) ist die Gesamtgleichung, die Summe der beiden Teilgleichungen 1 und Nr.2.

Diese Reaktion ist exergonisch, Δ_RG_m < 0.

Die Reduktion des NAD(+) zu NADH(H⁽⁺⁾ ist endergonisch, sieheTeilgleichung 2, Δ_RGl(2)G_m = + 22,1 KJ / mol.

Wie sich die Gesamtreaktionsgleichung(622) als Summe der beiden Teilreaktionen 1 und 2 auffassen läßt, so ist auch die zugehörige Molare-Gibbs-Freie-Reaktionsenthalpie die Summe der entsprechenden Reaktionsenthalpien der beiden Teilreaktionen 1 und 2.

Δ_RGl.(622)G_m = Δ_RGl.(1)G_m + Δ_RGl.(2)G_m

- 17,5 KJ / mol = Δ_RGl.(1)G_m + 22,1 KJ / mol

Dann muß die Oxidation des Reduktionsmittels (Acetaldehy) zum Acetyl-S-CoA exergonisch sein.

Daraus folgt für die Molare-Gibbs-Freie-Reaktionsenthalpie der Teilreaktion 1.

Δ_RGl.(1)G_m = - 17,5 KJ / mol + - 22,1 KJ / mol = -39,6 KJ / mol

Die Teilgleichung 1 gibt die Oxidation von Acetaldehyd zum Thiolester( Acetyl-s-CoA) unabhängig vom Oxidationsmittel wieder.

Comments

vielen Dank für die Antwort, da würde mich nur noch interessieren:

Wenn die Bindung von CoA an ein molekül exergonisch ist, ist dann die Regeneration von CoA gleichermaßen endergon? oder liegt das an der der Wahl des molküls an dem CoA bindet bzw. von dem es regeneriert wird? Also hat man einen quasi festen Wert wie viel Energie durch die Coa bindung freigesetzt wird und wie viel durch das lösen verbraucht wird. hoffe man versteht meine frage.