Kohlenhydrate, Lipide, Aminosäuren und Nucleotide – Bausteine des Lebens

Zusammenfassung

Lebende Organismen synthetisieren und verwerten Kohlenhydrate, Lipide, Aminosäuren und Nucleotide. Die Funktionen dieser Verbindungen sind vielfältig. Kohlenhydrate kommen als rasch metabolisierbare Substrate oder als Speicherstoffe hoher Energiedichte vor. Sie sind Gerüstsubstanzen, bilden wichtige Komponenten der extrazellulären Matrix und sind Bestandteil vieler Proteine. Lipide bilden eine besonders vielfältige Gruppe von Verbindungen. Triacylglycerine sind die energiedichtesten Speicherverbindungen. Die amphiphilen Phospholipide und Sphingolipide bilden Membranstrukturen von Zellen. Wegen ihrer Fähigkeit zur Polymerisation sind Isoprene zur Bildung der besonders umfangreichen Gruppe der Isoprenlipide imstande. Zu diesen gehören u. a. fettlösliche Vitamine, Cholesterin, die von Cholesterin abgeleiteten Steroidhormone und die für die Fettverdauung wichtigen Gallensäuren. Als α-Aminocarbonsäuren sind Aminosäuren formal Derivate von Fettsäuren. Von den etwa 100 bekannten Aminosäuren kommen standardmäßig 20 als sog. proteinogene Aminosäuren in Proteinen vor. Zusätzlich erfüllen Aminosäuren vielfältige Funktionen im Stoffwechsel oder dienen als Signalstoffe. Nucleotide sind Verbindungen aus einer heterozyklischen Base, einer Pentose (Ribose oder Desoxyribose) und einer Phosphatgruppe. In Form ihrer Triphosphate stellen sie eine universelle Form von Energie dar. Die Nucleotide sind außerdem an der Regulation vieler enzymatischer Reaktionen beteiligt. Nucleotide sind die Bausteine von DNA und RNA und bilden aktivierte Zwischenprodukte bei der Biosynthese von Proteinen, Kohlenhydraten und Lipiden. Sie kommen als Bestandteile von Coenzymen vor oder fungieren selbst als Signalmoleküle. Das Kapitel enthält am Ende eine Zusammenstellung von Übersichtstafeln mit den wichtigsten chemischen Strukturen von Kohlenhydraten, Lipiden, Aminosäuren und Nucleotiden.