Biochemie at Universität Bern

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Die Glykolyse besteht aus zwei Phasen. Was sind deren Hauptaufgaben?

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Was ist der Unterschied zwischen Mizellen, Liposomen und Lipid-Doppelschichten resp. Lipid-Einzelschichten?

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Wodurch wird die Geschwindigkeit einer enzymkatalysierten Reaktion bestimmt?

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Was sind Enzyme per Definition?

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Wie ist die ungefähre prozentuale Verteilung der sechs Enzym-Hauptklassen?

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Wie ist das aktive Zentrum in Enzymen aufgebaut?

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Was ist die Definition eines chemischen Katalysators?

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Welche Einheit hat die Enzymaktivität?

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Das Aktivitätsmaximum der meisten Enzyme liegt zwischen pH 6 und 8. Ausserhalb dieses Bereiches werden die meisten Enzyme denaturiert oder die Substrate können nicht mehr ans aktive Zentrum binden. Gewisse Enzyme sind jedoch auch unter Extrembedingungen aktiv. Gibt zwei Beispiele für solche Enzyme und den pH an in welchen sie ihr Aktivitätsmaximum haben?

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Warum steigt die Enzymaktivität mit steigender Temperaturzunahme nicht linear an?

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Jeder Organismus ist bestrebt, sein extra- und intrazelluläres Millieu in sehr engen Grenzen konstant zu halten (Homöostase). 

Um dies zu erreichen, müssen Zellen imstande sein, bestimmte Stoffwechselwege zu gegebener Zeit zu verlangsamen oder stillzulegen und gleichzeitig andere Wege zu beschleunigen.


Welches sind die vier verschiedenen Ebenen auf welchen Regulationen einer Stoffwechselreaktion erfolgen können?

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Was sind Fettsäuren und wie sind sie aufgebaut?

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Biochemie

Die Glykolyse besteht aus zwei Phasen. Was sind deren Hauptaufgaben?

1. Energie investieren

2. Energiegewinn

Biochemie

Was ist der Unterschied zwischen Mizellen, Liposomen und Lipid-Doppelschichten resp. Lipid-Einzelschichten?

Mizellen: nur konische Moleküle; Kugel mit Lipiden (einzelschicht)

Liposom: Kugel bestehend aus einer Doppellipidschicht gefüllt mit Wasser

Lipid-Doppelschicht: Wie eine normale Zelle

Lipid-Einzelschicht: Lipidschicht auf Wasser aufliegend

Biochemie

Wodurch wird die Geschwindigkeit einer enzymkatalysierten Reaktion bestimmt?

durch die Substrat- und Enzymkonzentration

Biochemie

Was sind Enzyme per Definition?

Alle Enzyme sind Proteine

- sind biologische Katalysatoren

- ermöglichen rasche chemische Reaktionen, die unter den in Biosystemen herrschenden Bedingungen (Druck, Temperatur) nur ausserordentlich langsam ablaufen würden

- beschleunigen Reaktionen, ohne deren Gleichgewichtslage zu verändern

- sind reaktionsspezifische Katalysatoren

- werden während der Reaktion nicht verbraucht

Biochemie

Wie ist die ungefähre prozentuale Verteilung der sechs Enzym-Hauptklassen?

Oxidoreduktasen: 26% (in Mitochondrien)

Transferasen: 30% (Kinasen: Regulation Stoffwechsel)

Hydrolasen: 25% (Bei der Verdauung)

Lyasen: 10% 

Isomerasen: 5%

Ligasen: 4%

Biochemie

Wie ist das aktive Zentrum in Enzymen aufgebaut?

Es besteht aus reaktiven Aminosäuren, die in der Primärstruktur zum Teil weit auseinander sein können

Bsp. Trypsin (Protease):

AS: Asp, His, Ser

-> Katalytische Triade


Aufgaben des aktiven Zentrums:

- Bindung des Substrats

---> geometrisch Komplementär + spezifische nicht kovalente Wechselwirkungen

- Katalyse der Spaltung


Biochemie

Was ist die Definition eines chemischen Katalysators?

Ein Katalysator ist ein Stoff, der die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion erhöht, ohne dabei verbraucht zu werden und ohne die endgültige Lage des thermodynamischen Gleichgewichts dieser Reaktion zu verändern.

Biochemie

Welche Einheit hat die Enzymaktivität?

Masseinheit: IU (International Unit)

1 IU ist diejenige Enzymmenge, die den Umsatz von 1umol Substrat pro Minute unter Standardbedingungen katalysiert.


(1 katal (kat) ist diejenige Enzymmenge, die 1 mol Substrat in 1 sec umsetzt)

Biochemie

Das Aktivitätsmaximum der meisten Enzyme liegt zwischen pH 6 und 8. Ausserhalb dieses Bereiches werden die meisten Enzyme denaturiert oder die Substrate können nicht mehr ans aktive Zentrum binden. Gewisse Enzyme sind jedoch auch unter Extrembedingungen aktiv. Gibt zwei Beispiele für solche Enzyme und den pH an in welchen sie ihr Aktivitätsmaximum haben?

Pepsin: ca. pH 2

Trypsin: ca. pH 8.5

Biochemie

Warum steigt die Enzymaktivität mit steigender Temperaturzunahme nicht linear an?

Innerhalb eines begrenzten Temperaturbereiches erhöht sich die Geschwindigkeit der Enzymkatalyse mit steigender Temperatur. Nach Erreichen des Temperaturoptimums fällt die Reaktionsgeschwindigkeit meist steil ab: das Enzym denaturiert.

Biochemie

Jeder Organismus ist bestrebt, sein extra- und intrazelluläres Millieu in sehr engen Grenzen konstant zu halten (Homöostase). 

Um dies zu erreichen, müssen Zellen imstande sein, bestimmte Stoffwechselwege zu gegebener Zeit zu verlangsamen oder stillzulegen und gleichzeitig andere Wege zu beschleunigen.


Welches sind die vier verschiedenen Ebenen auf welchen Regulationen einer Stoffwechselreaktion erfolgen können?

- Gesteigerte Synthese des involvierten Enzyms (Induktion)

- Verminderte Synthese des involvierten Enzyms (Repression)

-> beide Mechanismen dienen der längerfristigen Einstellung des Stoffwechsels auf geänderte Umweltbedingungen

- Änderung der Substratkonzentration

kleine Veränderungen der Substratkonzentrationen können zu starken Veränderungen der Umsatzgeschwindigkeit der Enzyme führen, da viele Konz. der Stoffwechselverbindungen im Bereich der Km-Werte der Enzyme, die sie umsetzen liegen.

- Änderung der katalytischen Aktivität

--- Regulation der Enzymaktivität durch Bindung eines Liganden (Allosterie; Heteroallosterie) oder eines Substratmoleküles (Kooperativität; Homoallosterie)

--- reversible kovalente Modifikationen (Phosphorylierung)

--- limitierte Proteolyse (Überführung von Proenzym in Enzym)

--- Inhibitoren

--- Regulation mittels Signalmetaboliten resp. Signalmoleküle


Biochemie

Was sind Fettsäuren und wie sind sie aufgebaut?

FS sind die einfachsten Lipide

- gesättigt (keine DoBi) -> wachsartig

- ungesättigt (mit DoBi)

- mehrfach ungesättigt -> ölig

häufig cis DoBi; manchmal trans

- haben Carboxy-Gruppe und unterschiedlich langen hydrophoben "Schwanz"


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