Biochemische Reaktionen im Körper laufen besonders gut in wässriger Lösung ab. Denn Wasser ist Transportmittel für die beteiligten Reaktanden (Edukte und Produkte).

Als Wärmeabsorber und Wärmetransporteur sorgt Wasser für die Vermeidung lokaler Überhitzung. Das ist zunächst bei den exothermen Hydrolysereaktionen der Verdauung der Fall. Es ist auch bei Redoxreaktionen wichtig, aus denen der Körper die chemische Energie für die Lebensvorgänge bezieht.

Auch die charakteristischen dreidimensionalen Strukturen von Proteinen und DNA werden durch die physikalischen Dipoleigenschaften der Wassermoleküle bestimmt. So falten sich Proteine so, dass ihre wasserabweisenden Aminosäurereste nach innen gelenkt werden. Das gilt auch für die biologische Aktivität der beiden Makromoleküle, die eng an die Wasserstruktur gekoppelt ist.

Viele biochemische, enzymatisch katalysierte Reaktionen erfordern Wasser als Edukt oder setzen Wasser als Produkt frei. Wichtig sind die Hydrolyse-Reaktionen bei der Verdauung, bei denen die Moleküle der Lebensmittel wie Lipide, Kohlenhydrate und Proteine gespalten werden.

An vielen biochemischen Reaktionen sind Säuren und Basen beteiligt. Hier wirken sich die Säure/Base-Eigenschaften des Wassers und seine Pufferwirkung als lebenserhaltend aus.

Bei der biologischen Oxidation soll aus dem Kohlenstoff letztlich CO₂ werden. Die dazu notwendigen Sauerstoffatome werden fast immer über Wasser eingeführt. Dadurch wird die übermäßige Anwesenheit von dem für die Zellen giftigen Sauerstoff vermieden. Das geht immer nach folgendem Schema:
Eine organische Verbindung wird biochemisch oxidiert, indem durch Oxidationsmittel wie NAD⁺ sowie FAD oder FMN zwei Wasserstoffatome abgespalten werden. An die resultierende Doppelbindung wird im nächsten Schritt Wasser addiert. Ein Beispiel ist ein Ausschnitt aus dem Citronensäurezyklus.

Die nunmehr reduzierten Oxidationsmittel übertragen als NADH/H⁺, FADH₂ oder FMNH₂ ihren Wasserstoff indirekt über eine Reaktionssequenz, die Atmungskette, auf Sauerstoff. Das geschieht in speziell dafür eingerichteten Zell-Organellen, den Mitochondrien.

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