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Lexikon der Biochemie: Atmungsinhibitor

Atmungsinhibitor, eine chemische Verbindung, die blockierend in die Atmungskette eingreift und dadurch die Atmung hemmt. Man unterscheidet: 1) echte Entkoppler, die die ATP-Synthese verhindern, ohne den Elektronenfluss zu stoppen, 2) Hemmstoffe der Atmungskettenphosphorylierung im engeren Sinne und 3) Inhibitoren des Elektronentransports der Atmungskette.
Ein A. des zweiten Typs hemmt sowohl den Elektronentransport als auch die oxidative ATP-Bildung. Der Prototyp dieser Inhibitoren ist das Antibiotikum Oligomycin. Solche Hemmstoffe verhindern die Nutzung der energiereichen Zwischenverbindung für die ATP-Synthese. Die oxidative Phosphorylierung wird auch unmittelbar nach Zugabe von Kaliumatractylat (ein Pflanzengift) sowie durch das Antibiotikum Bongkreksäure unterbunden, da diese Verbindungen das mitochondriale Transportsystem für ATP und ADP (ATP-ADP-Carrier) hemmen. Da ADP in den Mitochondrien fehlt, kommt die oxidative Phosphorylierung zum Erliegen. In Gegenwart bestimmter einwertiger Kationen unterbinden Ionophore, wie Valinomycin, Nigericin, Nonactin und Gramicidin, die oxidative Phosphorylierung, da die Atmungsenergie für den mitochondrialen Ionentransport aufgewendet werden muss und nicht für die ATP-Synthese zur Verfügung steht.
Ein A. des dritten Typs hemmt vorwiegend den Elektronentransport. Die Angriffspunkte solcher A. zeigt die Abb. zur Atmungskette. Durch die Inhibitoren des Elektronentransportskonntenwertvolle Hinweise auf die Reihenfolge der Elektronenüberträger in der Atmungskette erhalten werden. Cyanide hemmen reversibel Oxidationsenzyme, z.B. die Cytochrom-Oxidase, die Endoxidase der Atmungskette aerober Lebewesen ist. Dieses Enzym wird auch inhibiert von Aziden und Kohlenmonoxid. Allerdings beruht die hohe Giftigkeit von Kohlenmonoxid in Säugetieren in Konzentrationen von >0,01% auf seiner hohen Affinität zum Hämoglobin, aus dem es kompetitiv den Sauerstoff verdrängt, und nicht auf seiner Wirkung als A.

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