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8.11: Elektronenträger

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Electron Carriers

8.11: Electron Carriers

8.11: Elektronenträger

Electron carriers can be thought of as electron shuttles. These compounds can easily accept electrons (i.e., be reduced) or lose them (i.e., be oxidized). They, therefore, play an essential role in energy production because cellular respiration is contingent on the flow of electrons.

Over the many stages of cellular respiration, glucose breaks down into carbon dioxide and water. Electron carriers pick up electrons lost by glucose in these reactions, temporarily store the electrons and input them into the electron transport chain.

Two such electron carriers are NAD+ and FAD, which are both derived from B vitamins. The reduced forms of NAD+ and FAD, NADH and FADH2, respectively, are produced during earlier stages of cellular respiration (glycolysis, pyruvate oxidation, and the citric acid cycle).

The reduced electron carriers NADH and FADH2 pass electrons into complexes I and II of the electron transport chain, respectively. In the process, they are oxidized to form NAD+ and FAD.

Additional electron carriers in the electron transport chain are flavoproteins, iron-sulfur clusters, quinones, and cytochromes. With the assistance of enzymes, these electron carriers eventually transfer the electrons to oxygen molecules. The electron carriers become oxidized as they donate electrons and reduced as they accept them, and thus alternate between their oxidized and reduced forms.

Electron carriers provide a controlled flow of electrons that enables the production of ATP. Without them, the cell would cease to function.

Elektronenträger kann man sich als Elektronentransporter vorstellen. Diese Verbindungen können leicht Elektronen aufnehmen (d.h. reduziert werden) oder sie abgeben (d.h. oxidiert werden). Sie spielen daher eine wesentliche Rolle bei der Energiegewinnung, da die Zellatmung vom Elektronenfluss abhängig ist.

Über die vielen Stufen der Zellatmung zerfällt Glucose zu Kohlendioxid und Wasser. Die Elektronenträger nehmen die bei diesen Reaktionen von der Glucose verlorenen Elektronen auf, speichern sie zwischen und führen sie in die Elektronentransportkette ein.

Zwei solcher Elektronenträger sind NAD+ und FAD. Sie stammen beide aus B-Vitaminen. Die reduzierten Formen von NAD+ bzw. FAD, NADH und FADH2 werden in früheren Stadien der Zellatmung (Glykolyse, Pyruvat-Oxidation und Citratzyklus) produziert.

Die reduzierten Elektronenträger NADH und FADH2 passieren die Elektronen in den Komplexen I und II der Elektronentransportkette. Dabei werden sie zu NAD+ und FAD oxidiert.

Zusätzliche Elektronenträger in der Elektronentransportkette sind Flavoproteine, Eisen-Schwefel-Cluster, Chinone und Cytochrome. Mit Hilfe von Enzymen übertragen diese Elektronenträger schließlich die Elektronen auf Sauerstoffmoleküle. Die Elektronenträger werden bei der Elektronenabgabe oxidiert und bei der Elektronenaufnahme reduziert. Sie wechseln also zwischen ihrer oxidierten und reduzierten Form.

Elektronenträger sorgen für einen kontrollierten Elektronenfluss, der die Produktion von ATP ermöglicht. Ohne sie könnte eine Zelle nicht mehr funktionieren.

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