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Lernmaterialien für Bioanorganische Chemie an der TU Dortmund

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TESTE DEIN WISSEN

Welche liganden (AS) bindet Cu2+ bevorzugt und wieso?

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TESTE DEIN WISSEN

His und Cys --> Mittelharter Metall mit Mittelharter Ligand

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Fe/S-Zentren

Sind sehr O2-empfindlich und finden sich gehäuft in Temperaturresistenten (hyperthermophilen) MOs. Warum nimmt man deshalb an, dass es sich um evolutions, geschichtlichen "alte" Proteine handelt?

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TESTE DEIN WISSEN

Fe/S-Zentren sind sehr O2-empfindlich, deswegen geht man davon aus, dass die schon zur Zeit der anaeroben Leben existieren. Oder die Vulkan-hypothese: S-Schwarzer Niederschlag mit O2 aus. Fe(III)-Oxid ist stabiler als Fe(III)-Sulfid und verdrängt somit das Schwefel.

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TESTE DEIN WISSEN

Nennen Sie vesch. Enzyme, die an Phosphatübertragunsreaktionen beteiligt sind.

Was ist der Unterschied zwichen einer Phosphatase und einer Kinase?

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TESTE DEIN WISSEN

Nuklease- und DNA-Polymerase, Ribozyme, Phenyltransf.


Phosphatase: Abspaltung einer Phosphatgruppe

Kinase: ANbringung einer Phosphatgruppe

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Definition:

Siderophore

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TESTE DEIN WISSEN

Anionen chelatliganden  mit hoher Affinität zu Fe(III). 


Nur in Bakterien (Enterobactin, Ferrichrom,...)

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TESTE DEIN WISSEN

Wie würden sie die Beobachtung erklären, dass das Redoxpotential der Rieske-Zentren besonders pH-abhängig ist.

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Die His werden leichter protoniert als Cys

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TESTE DEIN WISSEN

Nennen Sie jeweils zwei Beispiele für einen Stark- und einen Schwachfeldliganden.

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TESTE DEIN WISSEN

Starkfeldligand: CO, CN-

Schwachfeldligand: Halogenide

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TESTE DEIN WISSEN

Definition:

Dismutation bzw. Disproportionierung

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TESTE DEIN WISSEN

Am Beispiel der Superoxiddismutase (Ping-Pong-Mechanismus). Reduktion und Oxidation kommen im selben Atom vor.

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TESTE DEIN WISSEN

Was könnte der Grund dafür sein, dass die Natur zur Aufrechterhaltung der Funktion dieser Membranpumpe auf die beiden Alkalimetallionen Na+ und K+ zurück greift?

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TESTE DEIN WISSEN

Beide sind nicht Redoxaktiv und haben dazu eine hohe Verfügbarkeit. Dazu haben beide Ionen eine hohe Löslichkeit in wässrigen Medien

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Was ist die Grundlage für den schnellen Wechsel zwischen beide Oxidationsstufen im Plastocyanin

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TESTE DEIN WISSEN

Entatischer Zustand--> verzerrt tetraedrisch Koordinationsgeometrie--> keine großen strukturellen veränderungen beim elektronen-transfer


Liganden: sowohl weiche 8Cu+) als auch mittelharte (Cu2+)

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TESTE DEIN WISSEN

Zeichne Rieske Typ, welches der beiden Fe-Atome ist in der reduzierte Form des Zentrums wohl als Fe2+ zu beschreiben?

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TESTE DEIN WISSEN

2x His ---2Fe2S---2xCys 

N-koordination stabilisiert Fe(II) Oxidationsstufen (da es einen höheres Redoxpotential hat)

Mittelharte Liganden stabilisieren Fe(II)

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Plastocyanin wieso blaues Kupfer?

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TESTE DEIN WISSEN

Cu(2+) ist in Plastocyanin nicht planar (wie bei normalem Cu2+) sondern verzerrt tetraedrisch gebunden, dadurch ergibt sich räumliche Anordnung der Orbitale die ine Überlappung des dx2-y2-Orbital des Cu2+ mit senkrecht zur Bindungsachse stehenden p-Orbitalen des kovalentent gebundenen S-Cysteinatliganden erlaubt --> starker Charge-transfer (da starke Überlappung) über die Cu-S-Cysteinat-pi-Bindung (Absorption liegt energetisch im sichtbaren Bereich, ca 600nm)


bei normalen Cu2+: schwache Überlappung von parallel zur Bindungsachse liegenden Orbitalen des Metalls und des liganden --> schwacher  Charge-Transfer über sigma-Bindung (absorption liegt energetisch UV-Bereich, nicht sichtbar)

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Welche Reaktion können Cobalamine katalysieren?

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TESTE DEIN WISSEN

-Isomerisierungen

-Dehydrierungen

-Ox. und Addition an Doppelbindungen

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Q:

Welche liganden (AS) bindet Cu2+ bevorzugt und wieso?

A:

His und Cys --> Mittelharter Metall mit Mittelharter Ligand

Q:

Fe/S-Zentren

Sind sehr O2-empfindlich und finden sich gehäuft in Temperaturresistenten (hyperthermophilen) MOs. Warum nimmt man deshalb an, dass es sich um evolutions, geschichtlichen "alte" Proteine handelt?

A:

Fe/S-Zentren sind sehr O2-empfindlich, deswegen geht man davon aus, dass die schon zur Zeit der anaeroben Leben existieren. Oder die Vulkan-hypothese: S-Schwarzer Niederschlag mit O2 aus. Fe(III)-Oxid ist stabiler als Fe(III)-Sulfid und verdrängt somit das Schwefel.

Q:

Nennen Sie vesch. Enzyme, die an Phosphatübertragunsreaktionen beteiligt sind.

Was ist der Unterschied zwichen einer Phosphatase und einer Kinase?

A:

Nuklease- und DNA-Polymerase, Ribozyme, Phenyltransf.


Phosphatase: Abspaltung einer Phosphatgruppe

Kinase: ANbringung einer Phosphatgruppe

Q:

Definition:

Siderophore

A:

Anionen chelatliganden  mit hoher Affinität zu Fe(III). 


Nur in Bakterien (Enterobactin, Ferrichrom,...)

Q:

Wie würden sie die Beobachtung erklären, dass das Redoxpotential der Rieske-Zentren besonders pH-abhängig ist.

A:

Die His werden leichter protoniert als Cys

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Q:

Nennen Sie jeweils zwei Beispiele für einen Stark- und einen Schwachfeldliganden.

A:

Starkfeldligand: CO, CN-

Schwachfeldligand: Halogenide

Q:

Definition:

Dismutation bzw. Disproportionierung

A:

Am Beispiel der Superoxiddismutase (Ping-Pong-Mechanismus). Reduktion und Oxidation kommen im selben Atom vor.

Q:

Was könnte der Grund dafür sein, dass die Natur zur Aufrechterhaltung der Funktion dieser Membranpumpe auf die beiden Alkalimetallionen Na+ und K+ zurück greift?

A:

Beide sind nicht Redoxaktiv und haben dazu eine hohe Verfügbarkeit. Dazu haben beide Ionen eine hohe Löslichkeit in wässrigen Medien

Q:

Was ist die Grundlage für den schnellen Wechsel zwischen beide Oxidationsstufen im Plastocyanin

A:

Entatischer Zustand--> verzerrt tetraedrisch Koordinationsgeometrie--> keine großen strukturellen veränderungen beim elektronen-transfer


Liganden: sowohl weiche 8Cu+) als auch mittelharte (Cu2+)

Q:

Zeichne Rieske Typ, welches der beiden Fe-Atome ist in der reduzierte Form des Zentrums wohl als Fe2+ zu beschreiben?

A:

2x His ---2Fe2S---2xCys 

N-koordination stabilisiert Fe(II) Oxidationsstufen (da es einen höheres Redoxpotential hat)

Mittelharte Liganden stabilisieren Fe(II)

Q:

Plastocyanin wieso blaues Kupfer?

A:

Cu(2+) ist in Plastocyanin nicht planar (wie bei normalem Cu2+) sondern verzerrt tetraedrisch gebunden, dadurch ergibt sich räumliche Anordnung der Orbitale die ine Überlappung des dx2-y2-Orbital des Cu2+ mit senkrecht zur Bindungsachse stehenden p-Orbitalen des kovalentent gebundenen S-Cysteinatliganden erlaubt --> starker Charge-transfer (da starke Überlappung) über die Cu-S-Cysteinat-pi-Bindung (Absorption liegt energetisch im sichtbaren Bereich, ca 600nm)


bei normalen Cu2+: schwache Überlappung von parallel zur Bindungsachse liegenden Orbitalen des Metalls und des liganden --> schwacher  Charge-Transfer über sigma-Bindung (absorption liegt energetisch UV-Bereich, nicht sichtbar)

Q:

Welche Reaktion können Cobalamine katalysieren?

A:

-Isomerisierungen

-Dehydrierungen

-Ox. und Addition an Doppelbindungen

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