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Lexikon der Ernährung: Kompartimentierung

Kompartimentierung, E compartimentation, die Unterteilung eukaryotischer Zellen in membranumschlossene Reaktionsräume. Im weiteren Sinne auch die Unterteilung von Geweben / Organen in Räume, die durch Membransysteme getrennt sind (Extrazellulärraum, Intrazellulärraum), wobei auch getrennte Zellen durch spezielle Verbindungen (gap-junctions) ein physiologisch einheitliches Kompartiment darstellen können.
K. dient der Regulation von Stoffwechselvorgängen, sie ist die Voraussetzung für den Aufbau von Konzentrations-, Potenzial- und pH-Unterschieden. Nur wenige Enzyme in Eukaryotenzellen können sich frei in Lösung bewegen, vielmehr sind sie an bestimmten Stellen der Zelle durch K. konzentriert, wodurch die Geschwindigkeit von Reaktionen, die sie katalysieren, erhöht wird bzw. konkurrierende Reaktionen gegeneinander abgeschirmt werden. Ein solcher Einschluss in membranumgrenzte Zellkompartimente erhöht auch die Konzentration der miteinander in Reaktion tretenden Substrate. So sind z. B. Glycolyse und Fettsäurebiosynthese im Cytosol lokalisiert, während Tricarbonsäure-Zyklus, oxidative Phosphorylierung, Ketogenese und β-Oxidation der Fettsäuren in den Mitochondrien ablaufen. Einige Stoffwechselwege, wie Gluconeogenese und Harnstoff-Zyklus hängen vom Zusammenwirken von biochemischen Reaktionen ab, die in beiden Kompartimenten ablaufen. Einige Substratmoleküle werden, je nachdem ob sie sich im Cytosol oder in den Mitochondrien befinden, unterschiedlich metabolisiert. Während z. B. Fettsäuren in den Mitochondrien sehr schnell abgebaut werden, erfolgt im Cytosol ihre Veresterung oder Ausschleusung.

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