Ketosäuren

Keto-Säuren, auch α-Keto-Säuren genannt, sind organische Verbindungen, bei denen eine Ketogruppe in unmittelbarer Nähe einer Carboxylgruppe sitzt. Die generische Struktur ist R-CO-COOH, wobei R den Rest der Molekülkette darstellt. In der Biochemie fungieren sie als zentrale Zwischenstoffe des Abbaus von Aminosäuren und als Verbindungen im Kohlenstoffstoffwechsel.

Entstehung und Funktion: Die meisten α-Keto-Säuren entstehen durch Transaminationsreaktionen, bei denen eine Aminogruppe von einer Aminosäure auf eine α-Keto-Säure übertragen wird. Dadurch wird die ursprüngliche Aminosäure in eine entsprechende α-Keto-Säure umgewandelt und umgekehrt; dies ermöglicht den Umbau von Proteinbausteinen in energieliefernde Metaboliten. In weiteren Reaktionswegen, insbesondere der oxidativen Decarboxylierung durch Enzyme wie den Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex, werden α-Keto-Säuren zu Acetyl-CoA oder anderen acyl-CoA-Verbindungen umgesetzt, wobei CO2 freigesetzt und NADH erzeugt wird. Dadurch liefern sie Energie und dienen als Eingangsverbindungen in den Citratzyklus.

Beispiele: Zu den bekanntesten α-Keto-Säuren gehören Pyruvat (2-Oxopropionsäure), α-Ketoglutarat (2-Oxoglutaratsäure) und Oxaloacetat (2-Oxobutanedioeszur). Aus Aminosäuren wie Alanin oder Aspartat lassen sich weitere alpha-keto-Säuren bildlich ableiten, die wiederum in zentrale Stoffwechselwege eingespeist werden können.

Bedeutung: Keto-Säuren wirken als Verknüpfungspunkte zwischen Aminosäuren-, Kohlenhydrat- und Lipidstoffwechsel. Sie finden Anwendung in der Zellbiochemie zur Untersuchung von Stoffwechselwegen und dienen als Substrate in Enzymreaktionen sowie als Zwischenprodukte in Biosyntheseprozessen.