Löschdisku zum Artikel, hierher kopiert von Rax dis 22:42, 3. Apr 2005 (CEST)

Ich bin ab sofort dabei, den Artikel aus der Löschdiskussion herauszusammeln, zu ergänzen und hoffentlich halbwegs kurz und rund zu machen. Bitte habt ein paar Tage Geduld. --HJG 23:03, 3. Apr 2005 (CEST)

Alte Löschdisku

Phosphoenolpyruvatcarboxylase EC 4.1.1.31

Daten

Tetratmere Struktur, Je Untereinheit 100 - 130 kDa. Michaelis-Konstante für die wichtigste Umsetzung von PEP (=Phosphoenolpyruvat) zu Oxalat bei 5 - 6 x 10^-4 mol / l für PEP und 3,1 x 10^-3 mol/l für HCO3-, in der Bilanz stark exotherme Reaktion, daher quasi-irreversibel, also Keine Gleichgewichtskonstante

Die PEP-Carboxylase ist ein wichtiges Enzym zur Kohlendioxidfixierung bei C4-Pflanzen, und eine Alternative zum mengenmäßig häufigsten Enzym auf der Erde überhaupt, der RubisCO. Das Enzym ist strukturell ein Tetramer mit etwa gleich großen Bausteinen. Das Enzym ist unter den Kürzeln PEPC, PEPCA und PEPCA-A sowie, ausgehend vom zugrunde liegenden Genotyp, auch anderen analog aufgebauten Kürzeln bekannt, wobei die Struktur des Enzyms (s. Marion O'Leary) nicht einheitlich ist, sondern im Wesentlichen die geringen, genetisch bedingten Variationen auch strukturell zeigt.

Nutzen

Durch die genetischen Differenzen gibt es geringfügige Abweichungen innerhalb botanisch identischer Vertreter derselben Art, was sich neben strukturellen auch in auch in der messbaren enzymatischen Aktivität und bestimmten Toleranzen von Bäumen/Nutzpflanzen/Pflanzen gegenüber Umweltgiften niederschlägt. Diese Unterschiede sind, bei ausreichend genauen Messmethoden, sehr zuverlässige Maße für den Gesundheitszustand der Pflanze. In der Folge sollten in diesem Eintrag die biochemischen Reaktionen gezeigt werden, welche die PEPC durchführt sowie deren Kopplungsfunktionen im Metabolimus, um die Wirkung als Biomarker zu verdeutlichen. Es ist denkbar, daraus das Thema Biomarker systematisch zu entwickeln, da es gewissermaßen die Basis der modernen Waldschadensforschung dartellt, jedoch auch umfassende Potenziale für die gesamte Ökologie sowie die Landwirtschaft mitbringt. Nach den Zeigerpflanzen ist das Thema Biomarker sicher das revolutionärste in der Einschätzung von Waldschadenszuständen.

molekularer Marker (s. Biomarker), der in Wochen- bis Monatsfrist auf Schadeinwirkungen aus der Umwelt reagiert
Reagiert signifikant auf ein (erhöhtes) Stickstoffangebot sowie auf die Phosphatregulation
des weiteren kann man zeigen, dass PEPC auf Ozon, Magnesiumangebot sowie Schwermetalle und Pestizide anspricht

Metabolische Rolle der PEPC

C4 Pflanzen

CO2 Fixierung mit PEPC zu C4 Säuren, Malat u. Aspartat

C3 Pflanzen

CO2 Fixierung mittels RubisCO zu 3-Phosphoglycerat

anaplerotische Rolle der PEPC im Citratcyclus

--> indirekte Kopplung der PEPC an die Nitratassimilation über den Citratcyclus, woraus sich die Rolle als Biomarker für Stickstoffbelastung begründen lässt --> Beteiligung an NADPH Synthese

Reaktion

Bilanz

PEP + CO2 als HCO3 mit Mg2+ als Katalysator im Reaktionszentrum der PEPC zu Oxalat

generell könnte man auch andere zweiwertige Metallionen verwenden. Aber Mg2+ ist der natürlichste Weg. Die Reaktion verläuft nach O'Leary als irreversible beta Carboxylierung von PEP.

Mechanismus

Im Prinzip werden die Reaktanden in das rwaktive Zentrum des Enzym transportiert, welches etwa mittig im Tetrames lokalisiert ist. Dort wird das PEP relativ zentral positioniert, das Mg2+ wird als Katalysator in die Nähe des Reaktionszentrums gebracht und dann das Hydroxycarbonat in die Nähe des Reaktionsortes bewegt. Die Molekültasche um das Reaktionszentrum herum ist hierfür gut geeignet weil sie einerseits durch einen relativ langen Weg der Ausgangsstoffe vor Verschmutzungen gesichert ist und weil sie zum anderen neben einer günstigen sterischen Anornung der Reaktanden ein sehr günstiges energetisches Umfeld erzeugt. Es wird diskutiert, ob eventuell sogar die energetische Steuerung der Reaktion durch das Enzym beeinflusst wird. Nach Ablauf der Reaktion werden Produkte wieder ausgeschleust, was vermutlich durch das Enzym begünstigt oder initiiert wird.

Kategorie:

=Ende Löschdisku= (kann nach erfolgter Überarbeitung hier gelöscht werden - Gruß --Rax dis 22:42, 3. Apr 2005 (CEST))