Kohlenhydratstoffwechsel

Kohlenhydratstoffwechsel,

 

Gesamtheit aller Stoffwechselprozesse, die am Auf- und Abbau der Kohlenhydrate sowie an deren wechselseitigem Umbau beteiligt sind. Bei Pflanzen ist der wichtigste Syntheseweg zur Neubildung von Kohlenhydraten die CO₂-Fixierung an Ribulose-1,5-diphosphat mit dem sich anschließenden Aufbau von Glucose im Calvin-Zyklus unter Nutzung der in der Photosynthese gewonnenen Energie. Über den Glyoxylsäurezyklus können Pflanzen und Mikroorganismen Glucose aus Acetyl-Coenzym A (und somit letztlich aus Fetten) aufbauen sowie über die Gluconeogenese aus Pyruvat, wodurch u. a. die Umwandlung von (glucoplastischen) Aminosäuren in Glucose möglich wird. Die Gluconeogenese ist der einzige dieser Synthesewege, der auch bei tierischen Organismen vorkommt. Die wichtigsten an der wechselseitigen Umwandlung der Monosaccharide beteiligten Reaktionen sind Epimerisierungen und Isomerisierungen (z. B. Glucose-6-phosphat in Fructose-6-phosphat in der Glykolyse), die Übertragung von Molekülfragmenten durch Transaldolasen und Transketolasen (z. B. im Calvin-Zyklus) sowie Oxidations- und Decarboxylierungsreaktionen.

 

Zentraler Abbauweg der Kohlenhydrate ist die Glykolyse; über vorgeschaltete Ab- oder Umbaureaktionen, bei denen Glucose-6-phosphat, Dihydroxyacetonphosphat oder Fructose-6-phosphat entstehen, können auch andere Monosaccharide (Fructose, Mannose, Galaktose) sowie Disaccharide (Maltose, Lactose, Saccharose) und Polysaccharide (Glykogen, Stärke) abgebaut werden. Während der Ab- und Aufbau von Monosacchariden meist unter Beteiligung der Zuckerphosphate anstelle der freien Zucker verläuft, sind am Aufbau der Oligo- und Polysaccharide in der Regel Nukleosiddiphosphatzucker als aktivierte Monosaccharideinheiten beteiligt. Oligo- und Polysaccharide werden entweder durch hydrolytische (Hydrolasen) oder phosphorolytische (Phosphorylasen) Spaltung abgebaut.