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Lexikon der Biologie: Gruppenübertragung

Gruppenübertragung, Gruppenübertragungsreaktion, Gruppentransfer, die bei zahlreichen chemischen Reaktionen des Zell-Stoffwechsels erfolgende, durch Transferasen (Enzyme) katalysierte Übertragung von funktionellen Gruppen oder von mehr oder weniger großen Molekülgruppen von einem Donor-Molekül (Donor) auf ein Akzeptor-Molekül (Akzeptor). Durch die Gruppenübertragung können die in einer Molekülgruppe vereinigten Atome als „vorgefertigte Teile“ zum Aufbau größerer Moleküle verwendet werden und müssen nicht immer wieder von neuem zusammengesetzt werden. Als Donor-Moleküle wirken vielfach die entsprechenden aktivierten Verbindungen (Aktivierung, energiereiche Verbindungen), die sich unter Spaltung von ATP (oder anderen energiereichen Phosphaten) aus den inaktiven Vorstufen bilden. Aufgrund der in den aktivierten Verbindungen bereits gespeicherten Energie (sog. Gruppenübertragungspotential) verlaufen die eigentlichen Gruppenübertragungsreaktionen ohne zusätzlichen Energieaufwand, d.h. ohne Spaltung von ATP (oder anderen energiereichen Phosphaten). Ausnahmen von dieser Regel bilden die direkt von ATP oder anderen energiereichen Phosphaten ausgehenden Reaktionen (z.B. Phosphatgruppenübertragung oder Nucleotidgruppenübertragung), bei denen erstere als Gruppen-Donoren fungieren und während der Gruppenübertragung gespalten werden. Je höher das Gruppenübertragungspotential einer aktivierten Verbindung ist, desto mehr liegt das Gleichgewicht der betreffenden Gruppenübertragungsreaktionen auf seiten der Endprodukte. Auch beim Abbau von Biomolekülen sind Gruppenübertragungsreaktionen weit verbreitet; z.B. sind hydrolytische Reaktionen als Gruppenübertragungsreaktionen mit H2O als Akzeptor-Molekül aufzufassen; bei phosphorolytischen Reaktionen (z.B. beim Abbau von Glykogen und Stärke) finden Gruppenübertragungen auf Phosphatmoleküle statt (Phosphorylierungspotential). Weitere Beispiele für Gruppenübertragungsreaktionen sind: Übertragung der endständigen Phosphatgruppe oder Pyrophosphatgruppe (Pyrophosphat) von ATP (Adenosintriphosphat) auf andere Moleküle (Phosphatgruppenübertragung); Übertragung der Acetylgruppe von Acetyl-Coenzym A bei vielen synthetischen Reaktionen (z.B. bei den einleitenden Schritten des Citratzyklus und bei der Synthese von Fettsäuren); Übertragung von Zuckerresten, ausgehend von Nucleosiddiphosphat-Zuckern als Donoren bei der Bildung von Glykosiden (Transglykosylierung); Transaldolierungsreaktionen bei der Umwandlung von Zuckern z.B. im Rahmen des Calvin-Zyklus; Übertragung von Aminogruppen bzw. Amidgruppen (Amide) bei Transaminierung und Transamidierung; Übertragung der Carbamylgruppe von Carbamylphosphat als Donor bei der Biosynthese der Pyrimidinbasen; Übertragung von Aminosäureresten auf tRNA oder von Peptidresten auf Aminoacyl-tRNA bei der Proteinsynthese (Translation); Übertragung von Nucleotidresten aus Nucleosidtriphosphaten auf wachsende DNA- oder RNA-Ketten bei deren Synthese.

H.K.

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