Regulation und Integration des Stoffwechsels

Zusammenfassung

Wie bereits in Abschn. 2.4 geschildert wurde, ist die eukaryotische Zelle in viele durch Membranen von einander getrennte Räume (Kompartimente) geteilt. So findet der oxidative Abbau der Fettsäuren oder des Pyruvats in den Mitochondrien statt. Die Fettsäure-Synthetase, das Enzymsystem der Fettsäuresynthese (s. Abschn. 9.4.1), ist dagegen im Cytosol lokalisiert. Aber auch im Cytosol liegen die einzelnen Enzyme der Glycolyse, der Glucogenese, der Glucoseoxidation, der Fettsäuresynthese usw. sicher nicht statistisch verteilt vor. Hinweise auf spezielle Mikrobereiche für die einzelnen Enzymsysteme (Mikrokompartimentierung) können beispielsweise in der Bindung der Glucose-6-phosphatase (ein Schlüsselenzym der Gluconeogenese) an das endoplasmatische Retikulum oder im Vorliegen der Fettsäuresynthetase als Multienzymkomplex gesehen werden. Die Verteilung der einzelnen Enzymsysteme auf verschiedene Kompartimente in der Zelle ermöglicht dieser nicht nur eine räumliche Trennung interferierender Prozesse (z. B. Synthese/Abbau, Reduktion/Oxidation, Energielieferung/Energieverbrauch), sie bringt überdies den Vorteil, die einzelnen Prozesse durch gezielten Transport von Substraten, Coenzymen oder speziellen Effektoren in den einzelnen Bereichen selektiv steuern zu können.