Brechen Fische ein Wassermolekül, um Sauerstoff aufzunehmen?

Die Antwort darauf, denke ich, ist, dass sie es nicht tun .

Sie verwenden den im Wasser gelösten molekularen Sauerstoff (O ₂ ) zur Atmung, wo er als terminaler Elektronenakzeptor wirkt, so wie wir den molekularen Sauerstoff in der Luft zur Atmung verwenden. Wir können davon sprechen, dass das Wasser mit Sauerstoff angereichert ist .

Wasser wird in der Photosynthese gespalten, wobei Reduktionsäquivalente aus Wasser verwendet werden, um NADP ⁺ zu reduzieren (was NADPH ergibt).

Eine der großen Entdeckungen der Biologie, meiner Meinung nach, ist, dass der bei der Photosynthese von Grünpflanzen gebildete Sauerstoff aus Wasser und nicht aus CO ₂ stammt .

Tricarbonsäurezyklus (Krebs-Zyklus) Rant

Trotz gegenteiliger Behauptungen, am berüchtigtsten von Racker (1976, S. 28 - 29) und Wieser (1980), aber auch beispielsweise von Madeira (1988) und Mego (1986), wird Wasser im Tricarbonsäurezyklus nicht gespalten (Krebs Zyklus). Auch Banfalvi (1991) segelt hier ziemlich nah am Wind.

Das heißt, Reduktionsäquivalente aus Wasser werden nicht durch die Atmungskette weitergegeben oder in irgendeiner Weise zur Herstellung von ATP verwendet oder sind in irgendeiner Weise eine „Quelle“ freier Energie. Solche Behauptungen, IMO, sind Unsinn.

Die definitiven Antworten auf die Arbeit von Wieser (1980) werden von Atkinson (1981) und Herreros & Garcia-Sancho (1981) gegeben. Beide Artikel sind Musterbeispiele für Klarheit und widerlegen kategorisch die Behauptungen von Wieser (1980). Wie die obigen Referenzen zeigen, taucht die Kontroverse jedoch regelmäßig auf.

Die einzigen Quellen für Reduktionsäquivalente im TCA-Zyklus sind Kohlenstoffverbindungen, und die einzigen Elektronen, die die Atmungskette hinuntergeleitet werden, sind diejenigen, die in CH- und CC-Bindungen „gehalten“ werden (Herreros & Garcia-Sancho, 1981). Eine Ionisierung ist weder eine Oxidation noch eine Reduktion (siehe Atkinson, 1981) und auch keine Hydratation. Durch Hinzufügen von Wasser zu (sagen wir) einer Doppelbindung wird die Verbindung nicht mehr oxidiert oder reduziert. Was Sauerstoff und Elektronen anbelangt, und um es aus biologischer Sicht zu verallgemeinern, gilt – außer bei der Photosynthese.

Wie Sie vielleicht erraten haben, ist die Aufspaltung des Wassers im TCA-Zyklus ein Lieblingsschimpf von mir. Danke für die Gelegenheit, meine Ansichten zu äußern!

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Fand diesen hier bei der Google-Suche (Brière et al , 2006). In einer eingeladenen Rezension für das American Journal of Physiology (Zellphysiologie) noch dazu!

Schließlich sollte der TCA-Zyklus auch als wasserspaltender Prozess betrachtet werden, der Sauerstoff für die Acetyl-CoA-Oxidation erzeugt [sie zitieren Wieser]

Der TCA-Zyklus produziert also jetzt Sauerstoff aus Wasser. Wunder werden nie aufhören!

(Endbearbeitung)

(Ende schimpfen)

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Wie rwst und Alan Boyd darauf hingewiesen haben, ist die Konzentration von gelöstem Sauerstoff in Wasser von entscheidender Bedeutung und variiert beispielsweise mit der Temperatur.

In luftgesättigtem Puffer bei 25 ^° C beträgt die Sauerstoffkonzentration (O ₂ -Moleküle) etwa 0,24 mM (0,24 μmol/ml oder etwa 0,474 μg-Atome Sauerstoff pro ml). [ Chapell (1964)]. Dieser Wert nimmt mit steigender Temperatur ab.

Gute Frage, BTW.

Verweise

(Entschuldigung für die unvollständigen Verweise auf Atkinson und Herreros & Garcia-Sancho . Ich habe eine Fotokopie dieser Papiere, konnte aber die vollständige Quelle nicht ausfindig machen. Sie befinden sich beide im Abschnitt „Briefe an den Herausgeber“ der Ausgabe von Trends vom Februar 1981 in Biochemical Sciences . Sie scheinen weder in Pubmed noch sonstwo online zu sein. Hat jemand jemals diese zitierten Referenzen gesehen oder kann mir eine vollständige Quelle nennen? . Ich werde aktualisieren, wenn ich etwas finde.)

• Atkinson, DE (1981) TCA-Zyklusverwirrung. Trends in Biochemical Sciences (Ausgabe Februar 1981; vollständige Referenz folgt)

• Banfalvi, G. (1991) Umwandlung von oxidativer Energie in reduktive Energie im Citratzyklus. Biochemical Education , 19 , 24 - 26 [siehe hier ] (pdf anscheinend kostenlos für alle)

• Brière, JJ, Favier, J, Gimenez-Roqueplo, AP & Rustin, P (2006) Dysfunktion des Tricarbonsäurezyklus als Ursache menschlicher Krankheiten und Tumorbildung. Am J Physiol Cell Physiol , 291 , C1114-20. [ Pubmed ] [ pdf ]

• Chappell (1964) Die Oxidation von Citrat, Isocitrat und cis-Aconitat durch isolierte Mitochondrien. Biochem J. , 90 , 225-237.[ veröffentlicht ] [ pdf ]

• Herreros, B. & Garcia-Sancho, J. (1981) TCA-Zyklusverwirrung. Trends in Biochemical Sciences (Ausgabe Februar 1981; vollständige Referenz folgt)

• Madeira, VMC (1988) Stöchiometrie von Reduktionsäquivalenten und Wasserspaltung im Zitronensäurezyklus. Biochemical Education 16 , 94 - 96 [ pdf ] (anscheinend kostenlos für alle.)

• Mego, JL (1986) The Role of Water in Glycolysis Biochemical Education , 14 , 130-131. (siehe hier )

• Racker, E. (1976) Ein neuer Blick auf Mechanismen in der Bioenergetik. Akademische Presse, New York.

• Wieser (1980) Lehrbuchfehler: Die Wasserspaltung durch den Tricarbonsäurezyklus. Lehrbuchfehler oder Lehrbuchauslassung? Trends in Biochemical Sciences , 5 (Ausgabe 11), 284. [siehe hier ]. [ pdf ], anscheinend kostenlos für alle.

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Ich war nicht in der Lage, die genaue Referenz für die oben zitierten unvollständigen Atkinson- und Herreros & Garcia-Sancho- Referenzen zu finden, aber als Antwort auf diese große Frage habe ich hier eine Kopie einer sehr schlecht gescannten Version eingestellt

Ein weiterer großartiger Hinweis auf diese Kontroverse, den ich hätte zitieren sollen, ist der folgende:

• Losada, Manuel. (1978) Energieumwandelnde Redoxsysteme und der Mechanismus der oxidativen Phosphorylierung. Bioelectrochemistry and Bioenergetics, 5 , 296-310 [ Science Direct ].

Das Folgende ist der relevante Abschnitt für diejenigen, die keinen Zugriff haben:

Eine vollständigere Version der oben von Losada (1978) zitierten Racker-Referenz:

Pyruvat hat jedoch nur 4 Wasserstoffatome, die an 2 Sauerstoffatome abgegeben werden können, und sollte daher bei einem P:O-Verhältnis von 3 nur 6 Moleküle ATP ergeben (Tabelle 1.2). Woher kommen die anderen 6 Wasserstoffatome, damit 15 ATP gebildet werden können? Die Antwort auf diese Frage gibt uns meiner Meinung nach den Schlüssel zu dem Rätsel, warum die Natur das komplexe akrobatische Schema des Krebs-Zyklus entworfen hat. Sein Hauptzweck ist meines Erachtens die Erhöhung der Energieausbeute durch die Katalyse der Wasserspaltung.

Es gibt drei Schritte, bei denen Wasser in den Krebszyklus eintritt. - einer bei der Umwandlung von Fumarat zu Malat und die anderen beiden etwas indirekter bei der Verwertung von Acetyl-CoA und Succinyl-CoA. Im Verlauf des Krebszyklus werden die Wasserstoffatome dieser Wassermoleküle vom Sauerstoff getrennt und an DPN oder ein Flavoprotein (z. B. Succinatdehydrogenase) abgegeben und dann als Elektronen und Protonen über die Oxidationskette der Mitochondrien transportiert, wie wir später besprechen werden .

[Racker, E. (1976). A New Look at Mechanisms of Bioenergetics, S. 5-6, Academic Press].

IMO, der letzte Satz dieses Zitats ist kompletter Müll. (Für DPN lesen Sie NAD. DPN oder Diphospo-Pyridin-Nukleotid (oder etwas Ähnliches) ist ein alter Name für NAD.)