V-BC-BFF at Universität Giessen

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Chymotrypsin

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Sekundärstruktur - alpha Helix

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DNA-Methylierung

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Protease Reaktionsart

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Metabolisches Syndrom: Diabetes Typ II

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Metabolische Störungen bei Diabetes Typ I

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Sekundärstruktur - Turn

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Genregulation bei Eukarya allgemein

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Prinzip der Signal-Transduktion

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Falten

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Ausbildung der Phosphodiesterbindung

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Aufbau DNA/RNA

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V-BC-BFF

VL11

Chymotrypsin

  • wird im Pankreas hergestellt (wie alle Proteasen) 
    • daher Schutzfunktion, damit es nicht zum selbstverdau kommt (Ort, Bedingungen (pH), Aktivator, kovalente Modifikation)
      • katalytisch inaktive Vorstufe = Zymogen -> wird durch Proteolytische Spaltung aktiviert (an 2 Stellen)
  • Hydrolyse der Peptidbindung an der Carboxylseite von hydrophoben (unpolaren) Resten
  • aktives Zentrum Serin ist besonders
    • F- und H+ wird abgespalten und O gebunden
      • kovalente modifikation -> inhibiert (nicht kompetitiv)

V-BC-BFF

VL2

Sekundärstruktur - alpha Helix

  • zw. 1 und 4 AS gibt es H-BB (3.6 13 Helix )
    • dazwischen 13 Atome
    • pro Windung 3.6 AS
    • Höhe einer Windung 5,4 Angström
  • Seitenketten zeigen nach außen
  • bildung von Superhelices
    • Bsp: durch Leucinzipper
    • Bsp: Ferritin / (Myosin)


V-BC-BFF

VL7

DNA-Methylierung

-reprimiert die Transkription

  • Cytosin wird methyliert -> Methylgruppe ragt in große Furche und beeinträchtigt Aktivatoren
  • Hypomethylierung (also keine) in der Näher von Startstellen aktiver Gene (= CpG-Inseln)

V-BC-BFF

VL11

Protease Reaktionsart

spaltung von Proteinen durch Hydrolyse

  • exergonisch (deltaE<0)
  • kinetisch sehr langsam
    • hohe Aktivierungsenergie ist notwendig

V-BC-BFF

VL14

Metabolisches Syndrom: Diabetes Typ II

-Cluster aus verschiedenen Umständen, die zu Diabetes Typ II führen können, bspw. Insulin-Resistenz, Hyperglykämie (zu viel Glukose im Blut)

1. Übergewicht kann dazu führen, dass zu viele Fettsäuren entstehen

2. aus den FS wird Fett-Acyl-CoA

3. letztendlich: Inhibition der Insulin- und Glucose-Rezeptoren

3. Fett-Acyl-CoA gelangt in Mitochondrien und sorgt dafür, dass diese überladen sind -> mehr ROS, mitochondrialer Stress etc.

V-BC-BFF

VL14

Metabolische Störungen bei Diabetes Typ I

-von Insulin-Insuffizienz und Glukagon-Überschuss -> Verhältnis von Insulin und Glukagon viel zu hoch, wegen Mangel an beta-Zellen (wenig Insulin, viel Glukagon)

-Reaktion der Leber auf das veränderte Verhältnis:

  • Sekretion von Glucose durch Gluconeogenese und Glykogen-Abbau
  • dadurch gibt es wenig Kohlenhydrate in der Leber und Fette werden mobilisiert -> Ketonkörper entstehen


V-BC-BFF

VL2

Sekundärstruktur - Turn

  • Aus mind. 4 AS
  • Typ 1: prolin 
  • Typ 2: Glycin
  • sind für enge Verbindungen
    • können Beta-Faltblätter verbinden
  • keine Periodische Struktur, aber niemals Ungeordnet

V-BC-BFF

VL7

Genregulation bei Eukarya allgemein

-komplizierter als bei Prokarya, weil:

  • größeres Genom
  • DNA als Chromatin verpackt
  • "zusammengehörige" Gene sind über das ganze Genom verteilt

V-BC-BFF

VL4

Prinzip der Signal-Transduktion

  1. Auslösung eines primären Signals (als Reaktion auf einen physiologischen Umstand)
  2. Regestrierung dessen durch einen Rezeptor (meist membran gebunden)
  3. Übertragung des Signals ins Zellinnere durch generation eines secundären Signals
  4. Aktivierung von Effektor Molekülen durch second messenger (sm wurden erzeugt durch physiologische Reaktion)
  5. Beendigung der Signal Kaskade

V-BC-BFF

VL2

Falten

  • ist kooperativ, schnell und zufällig
  • viele Intermediate
  • wenig native Proteine
  • falsch gefaltete Proteine möglich, die durch Chaperone wieder in Form gebracht werden
  • Energie und Entropie nehmen ab durch richtige Faltung
    • energetisch stabilste Struktur
  • Posttranslationale modifikation
    • kann essentiel sein 
      • Bsp: kollagen durch Ascorbinsäure
    • Phosphorilierung, Methylierung, Ubiquitinierung
    • neue Funktionen werden möglich 
      • Bsp: grün floureszierendes Protein

V-BC-BFF

VL5

Ausbildung der Phosphodiesterbindung

-alpha-Phosphat des Triphosphat-Nucleotids bindet an das freie 3'-OH-Ende des vorherigen Nukleotids

-> Pyrophosphat wird abgespalten

-Reaktion ist thermodynamisch günstig

V-BC-BFF

VL3

Aufbau DNA/RNA

-Rückgrat aus Desoxyribose/Oxyribose und Phosphat, verbunden über Phosphoesterbindung und stabilisiert durch negative Ladung des Phosphors

-vier unterschiedliche Basen

  • Purine: Adenin und Guanin
  • Pyrimidine: Cytosin und Thymin/Uracil
  • Reihenfolge der Basen ist sozusagen die Information
  • beta-glykosidische Bindung mit erstem C des Zuckers
  • A und T über 2 H-BB
  • G und C über 3 H-BB

-RNA anfälliger gegen alkalische Hydrolyse wegen OH statt H -> ebenso verstärkt durch RNasen, die AS als Protonenakzeptoren/-donatoren bereitstellen

-Stabilisierung der DNA besonders durch Stapeln der Basen übereinander -> van-der-Waals-Kräfte

-Nukleosid = Zucker + Base

-Nukleotid = Zuckker + Base + Phosphat


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