Lexikon der Biologie



Propionsäuregärung



Propionsäuregärung durch Propionsäurebakterien (Bildung von Propionsäure im Methylmalonyl-CoA-Weg):

Zucker (z.B. Glucose) werden in der Glykolyse bis zum Pyruvat abgebaut (Pyruvat kann auch durch Dehydrogenierung aus Milchsäure [Lactat] entstehen [Lactat-Dehydrogenase]). Ein Teil des Pyruvats wird anschließend unter Decarboxylierung und ATP-Gewinn zu Acetat umgewandelt, der andere Teil bis zum Propionat (Propionsäure) reduziert: Zuerst wird Pyruvat unter Beteiligung eines Biotin-Kohlendioxid-Komplexes zu Oxalacetat carboxyliert, dann über Malat und Fumarat zu Succinat reduziert; der letzte Schritt ist mit einer ATP-Bildung in einer oxidativen Phosphorylierung verbunden (Fumaratatmung). Succinat wird durch eine Transferase (unter Beteiligung eines B12-Coenzyms) in das CoA-Derivat (Succinyl-CoA) überführt, das in Methylmalonyl-CoA umgewandelt wird. Aus diesem Zwischenprodukt entsteht Propionyl-CoA durch Abspaltung von CO2, das in gebundener Form zu weiteren Carboxylierungen verwendet wird. Aus Propionyl-CoA entsteht das Endprodukt Propionat nach Übertragung von CoA auf Succinat.

Wenn Lactat als Substrat dient, entstehen aus 3 Lactat 2 Propionat + 1 Acetat + 1 CO2* + 3–5 ATP (* verantwortlich für die Löcherbildung im Emmentaler-Käse).

Beteiligte Enzyme: 1 Methylmalonyl-CoA-Carboxytransferase, 2 Malat-Dehydrogenase, 3 Fumarase, 4 Fumarat-Reductase (ATP-Bildung), 5 CoA-Transferase, 6 Methylmalonyl-CoA-Mutase

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