Oxidation and Reduction – Oxidation and Reduction in Metabolism

00:01 Delta G ist also ein sehr, sehr wertvoller Begriff, um die Richtung zu verstehen, in der die Reaktion innerhalb einer Zelle abläuft wie gesagt, diese Werte sind tatsächlich additiv. Nun, wie müssen wir das verstehen und warum ist das wichtig zu wissen? Jede Reaktion, die in der Zelle stattfindet, hat mit Energie zu tun. Die wichtigsten Energiebegriffe sind die der Oxidation und Reduktion, denn bei oxidativen Reaktionen wird tendenziell Energie freigesetzt, die die Zellen für ihre Zwecke und reduktive Reaktionen nutzen können.

00:34 Wie wir später sehen werden, wenn wir über den Stoffwechsel sprechen, sind dies sehr wichtige Überlegungen, denn eine Reihe von Stoffwechselwegen in der Natur sind oxidativ und andere werden reduktiv sein. Was meinen wir, wenn wir Reduktion und Oxidation sagen? Nehmen wir das Beispiel von Ethanol, das ganz oben abgebildet ist. Ethanol hat etwa einen zentralen Kohlenstoff, einschließlich der Elektronen um den Sauerstoff und den Wasserstoff, insgesamt also zwölf Elektronen. Wenn wir Ethanol in Acetaldehyd umwandeln, haben wir einen Alkohol in ein Aldehyd umgewandelt, und jeder, der sich mit organischer Chemie beschäftigt, weiß, dass das eine Oxidation ist.

01:14 Was bedeutet diese Oxidation in Bezug auf die Elektronen? Nun, wenn wir uns die Struktur von Acetaldehyd mit den umgebenden Elektronen anschauen, sehen wir, dass es zehn Elektronen um den Kohlenstoff herum hat, während Ethanol zwölf hatte. Das bedeutet, dass das Molekül zwei Elektronen verloren hat. Der Verlust von Elektronen geschieht bei der Oxidation, und wir können dies in dieser Gleichung hier sehen, also dass wir Acetaldehyd haben plus zwei freigesetzte Elektronen und zwei Protonen.

01:44 Dies geschieht häufig bei biologischen Oxidationen. Wenn wir die Reaktion rückwärts ablaufen lassen, könnten wir zwei Elektronen und zwei Protonen zu Acetaldehyd hinzufügen und es entsteht Ethanol, das ist eine Reduktion. Oxidation bezieht sich also auf den Verlust von Elektronen und Reduktion auf den Gewinn von Elektronen. Während diese nun normalerweise von Protonen begleitet werden, schließen wir normalerweise die Protonen in die Beschreibung ein. Wenn wir also nur die Elektronen im Auge behalten, können wir uns daran erinnern, was Oxidation und Reduktion damit zu tun haben.

02:15 Jetzt stellt sich heraus, dass Elektronen wirklich, wirklich reaktiv sind, sie verursachen Chaos, wenn sie einfach als solche freigesetzt werden, und Zellen kommen nicht sehr gut mit Chaos klar. Jetzt ist es also wichtig, dass Zellen einen Weg haben, dieses Chaos zu managen und wie ich zu sagen pflege, sind Zellen ziemlich große Kontrollfreaks. Sie sind Kontrollfreaks, weil sie die Dinge wirklich so gut wie möglich kontrollieren können, ob es nun Enzyme sind, die Reaktionen steuern, oder, wie in diesem Fall, die Freisetzung von Elektronen abzufangen,