Dissimilation (Biologie)

Dissimilation (lateinisch dissimilatio ‚Ungleichmachung‘) ist der katabolische Stoff- und Energiewechsel von Lebewesen, bei dem Bestandteile des Organismus (zum Beispiel Fette, Kohlenhydrate) abgebaut werden, meistens unter Energiegewinnung. Dabei kann zwischen Kohlenstoff-, Stickstoff-, Schwefel-, Phosphat- und Mineralstoff-Dissimilation unterschieden werden. Assimilation bezeichnet den umgekehrten Stoff- und Energiewechsel, bei dem organismusfremde Stoffe in organismuseigene Stoffe umgewandelt werden, meistens unter Energiezufuhr.

Eigenschaften

Prinzip der Dissimilation bei Kohlenhydraten

Man unterscheidet Atmung (aerob und anaerob) und Gärung. Die freigesetzte Energie wird in Form von energiereichen Verbindungen, als Adenosintriphosphat (ATP) oder Acetat,[1] für energieverbrauchende Lebensvorgänge und/oder für die Bildung von Wärme nutzbar gemacht.

Bei der Atmung werden Stoffe („Substrate“) oxidiert. Die bei der Oxidation freigesetzten Elektronen werden über die Atmungskette auf externe Elektronenakzeptoren übertragen.

• Bei der aeroben Atmung dient Sauerstoff (O₂) als Elektronenakzeptor. Sie tritt bei allen aeroben Lebewesen auf und liefert die meiste Energie (Freie Enthalpie), bezogen auf die Menge des abgebauten Stoffs (Substrat). Organische Verbindungen als Substrate werden dabei vollständig zu Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Wasser (H₂O) abgebaut.
• Bei der anaeroben Atmung dienen anstelle von Sauerstoff andere Stoffe als externe Elektronenakzeptoren: Nitrat (NO₃^−), Fumarat, dreiwertige Eisen-Ionen (Fe^3+), Sulfat (SO₄^2−)[2] oder organische Sulfonate.[3][4]

Gärungen verlaufen ohne Verbrauch externer Elektronenakzeptoren, ohne Atmungskette. Der Abbau des Substrats ist meist unvollständig, die Abbauprodukte werden ausgeschieden. Die ATP-Ausbeute ist relativ gering und liegt bei etwa 2 bis 4 Mol ATP je Mol Substrat.

Worterklärung

Die Bezeichnung Dissimilation ist aus dem lateinischen dissimilis, d. h. unähnlich, gebildet und als Gegensatz zu Assimilation (lat. assimilatio ‚Angleichung‘) zu verstehen. Als Assimilation bezeichnet man die Umwandlung von aus der Umgebung aufgenommenen, anorganischen oder körperfremden organischen (= heterotrophe Assimilation) Stoffen zu körpereigenen. Bei der Dissimilation werden diese Stoffe wieder zu körperfremden Stoffen umgewandelt, die ausgeschieden werden.

Literatur

• F. A. Legahn: Physiologische Chemie. Teil 2: Dissimilation. 3. Auflage. Walter de Gruyter & Co., Berlin (= Sammlung Göschen. Band 241).

Weblinks

• Gärung oder Atmung - die Hefe ist optimal angepasst!, Hefe – Helfer bei biotechnologischen Prozessen, Katja Renz, ca. 2002, abgerufen 2014
• Die Dissimilation der Kohlenhydrate (kostenlose Zusammenfassung), Lehrbuch der Pflanzenphysiologie, Hans Mohr u. a., 1978, abgerufen 2014
• The metabolism of l-malate.. (Dissimilation von Äpfelsäure …, deutsch, kostenlose Zusammenfassung), K. Mayer u. a., 1963, abgerufen 2014

Einzelnachweise

1. A. J. Wolfe: The acetate switch. In: Microbiology and molecular biology reviews : MMBR. Band 69, Nummer 1, März 2005, S. 12–50, ISSN 1092-2172. doi:10.1128/MMBR.69.1.12-50.2005. PMID 15755952. PMC 1082793 (freier Volltext).
2. F. Grein, A. R. Ramos, S. S. Venceslau, I. A. Pereira: Unifying concepts in anaerobic respiration: insights from dissimilatory sulfur metabolism. In: Biochimica et Biophysica Acta. Band 1827, Nummer 2, Februar 2013, S. 145–160, ISSN 0006-3002. doi:10.1016/j.bbabio.2012.09.001. PMID 22982583.
3. A. M. Cook, K. Denger: Dissimilation of the C2 sulfonates. In: Archives of microbiology. Band 179, Nummer 1, Dezember 2002, S. 1–6, ISSN 0302-8933. doi:10.1007/s00203-002-0497-0. PMID 12471498.
4. A. M. Cook, K. Denger, T. H. Smits: Dissimilation of C3-sulfonates. In: Archives of microbiology. Band 185, Nummer 2, März 2006, S. 83–90, ISSN 0302-8933. doi:10.1007/s00203-005-0069-1. PMID 16341843.