Biochemie I und II Lernkarten - Freiburg an der Universität Freiburg im Breisgau

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Was ist Cholesterin und welche Funktionen besitzt es ? 

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Was beeinflusst die Funktion eines Proteins und wodurch wird dieser Faktor beeinflusst?


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Was ist ein Enzym?

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Nennen Sie drei organische Cofaktoren und geben Sie den Reaktionstyp an.

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 Was versteht man unter Anabolismus und Katabolismus und wie sind diese miteinander verbunden?

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 Wie können Pflanze die de-novo Synthese von Glucose ausgehend von Acetyl-CoA bewerkstelligen und wieso sind Tiere dazu nicht in der Lage?

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Was sind die beiden Hauptprodukte des Pentosephosphatwegs und wozu werden diese benutzt?

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Enzyme der Beta-Oxidation nennen und wie viel ATP bei Oxidation von Stearinsäure erzeugt wird

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Reduktion von Ribose zu Desoxyribose; Reaktionstyp und Enzymname angeben.

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Definiton Anabolismus und Beispiele für anabolische Stoffwechselwege

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 Transaminierung

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Welche Rolle spielt die Carboanhydrase und zu welcher Enzymklasse zählt Sie?


Welchen Kofaktor benötigt Sie?


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Biochemie I und II Lernkarten - Freiburg

Was ist Cholesterin und welche Funktionen besitzt es ? 


Cholesterin ist ein Isoprenoid.
Cholesterin (-ol) ist zentraler Bestandteil von Membranen und
Syntheseedukt für Gallensalze und Steroidhormone.

Biochemie I und II Lernkarten - Freiburg

Was beeinflusst die Funktion eines Proteins und wodurch wird dieser Faktor beeinflusst?


Die Funktion eines Proteins wird durch seine Konfirmation beeinflusst. Die Konfirmation wiederum wird durch die Primärstruktur (AS-Sequenz beeinflusst)

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Was ist ein Enzym?

Enzyme sind Biokatalysatoren. Sie beschleunigen biochemische Reaktionen, indem sie die Aktivierungsenergie herabsetzen, die überwunden werden muss, damit es zu einer Stoffumsetzung kommt. Sie sind meistens Proteine, mit Ausnahme der katalytisch aktiven RNA.

Biochemie I und II Lernkarten - Freiburg

Nennen Sie drei organische Cofaktoren und geben Sie den Reaktionstyp an.

  1. Adenosintriphosphat (ATP) liefert durch Abspaltung eines Phosphats Energie,
    überträgt Phosphat an das Substrat (Phosphatdonator)

  2. NAD+: Elektronen- und Protonenakzeptor, Oxidationsmittel
    NADH: Elektronen- und Protonendonator, Reduktionsmittel
  3. FAD: Elektronen- und Protonenakzeptor, Oxidationsmittel
    FADH2: Elektronen- und Protonendonator, Reduktionsmittel

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 Was versteht man unter Anabolismus und Katabolismus und wie sind diese miteinander verbunden?

Katabolismus wird der Abbau von Stoffwechselprodukten von komplexen zu einfachen Molekülen genannt. Der Katabolismus dient den Lebewesen zur Energiegewinnung, zur Lieferung von Baustoffen sowie zur Entgiftung. Mit dem Anabolismus ist er durch die Energiekopplung verbunden: Die hier gewonnene Energie dient dort zum Aufbau komplexer Moleküle. 

Katabole und anabole Reaktionen laufen in der Zelle nicht gleichzeitig ab. Dies wird unter anderem dadurch garantiert, dass die Enzyme eines katabolen Astes des Stoffwechselweges (Glykogen-Abbau, Lipolyse) durch eine Kinase-Aktivität aktiviert und durch eine Phosphatase-Aktivität inaktiviert werden, die des anabolen Astes (Glykogen- oder Fettsynthese) aber durch Kinasen inaktiviert und durch Phosphatasen aktiviert werden. Die Phosphorylierung der Enzyme reguliert die Aktivität.

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 Wie können Pflanze die de-novo Synthese von Glucose ausgehend von Acetyl-CoA bewerkstelligen und wieso sind Tiere dazu nicht in der Lage?

Acetyl-CoA im Glyoxylatzyklus --> Abspaltung von Succinat aus Isocitrat ;

 

Das gebildete Succinat wird in Oxalacetat überführt. Dieses kann in Phosphoenolpyruvat überführt werden, was eine Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase katalysiert. Phosphoenolpyruvat wird im Zuge der Gluconeogenese zu Glucose aufgebaut. Infolgedessen ermöglicht der Glyoxylatzyklus Mikroorganismen das Wachsen mit Acetat bzw. Acetyl-CoA, welches aus verschiedenen organischen Verbindungen (Alkane, Isoprene, Alkohole, Polyhydroxyalkanoat, Essigsäure, Triglyceride) generiert bzw. abgebaut worden ist.


Tieren fehlen die dazu benötigten Enzyme, Isocitratlyase ( Isocitrat zu Succinat und Glyoxylat) und Malatsynthase ( Glyoxylat + Acetyl-Coa zu Malat ) 



Bei Pflanzen nutzt der Keimling den Stoffwechselweg, um Energie und insbesondere Kohlenhydrate (z. B. Saccharose) für das Zellenwachstum aus gespeicherten Triglyceriden (Speicherfette) zu generieren. Hierbei nutzt der Keimling spezielle Fettreservoirs, sogenannte Oleosome, um die Triglyceride in Fettsäuren und Glycerin zu hydrolysieren. Glycerin wird in Glycerinaldehyd-3-phosphat umgewandelt und kann dann weiter metabolisiert werden. Die Fettsäuren gelangen in die Glyoxisome und werden dort im Zuge der β-Oxidation zu Acetyl-CoA abgebaut. Acetyl-CoA fließt dann in den Glyoxylatzyklus ein. Das dort gebildete Succinat wird im Zuge der Gluconeogenese schließlich zu Glucose umgewandelt und kann anschließend zu Saccharose weiterprozessiert werden


Da dem Menschen (und anderen Vertebraten) die beiden Enzyme Isocitratlyase und Malatsynthase fehlen, kann dieser gebildetes Acetyl-CoA entweder zu Fetten aufbauen oder im Citratzyklus veratmen. Infolgedessen kann ein Mensch bei einer Nulldiät aus seinen Fettreserven keine Kohlenhydrate generieren und muss diese (notgedrungen) über Aminosäuren beziehen. Deswegen werden bei dieser Diätform Muskeln abgebaut.

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Was sind die beiden Hauptprodukte des Pentosephosphatwegs und wozu werden diese benutzt?

NADPH und Ribulose-5-Phosphat

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Enzyme der Beta-Oxidation nennen und wie viel ATP bei Oxidation von Stearinsäure erzeugt wird

Schritt 1: Zunächst wird Acyl-CoA durch die Acyl-CoA-Dehydrogenase mit FAD oxidiert. Dabei entstehen reduziertes FADH2 sowie alpha-beta-ungesättigtes trans-Enoyl-CoA.

Schritt 2: Mit Hilfe der Enoyl-CoA-Hydratase wird die Doppelbindung hydratisiert. Es entsteht L-3-Hydroxyacyl-CoA, auch als L-β-Hydroxyacyl-CoA bezeichnet.

Schritt 3: Eine Hydroxylgruppe am C-3-Atom wird durch die L-3-Hydroxyacyl-CoA-Dehydrogenase zu einer Ketogruppe oxidiert. Es entsteht 3-Ketoacyl-CoA.

Schritt 4: Der letzte Schritt ist nun die thiolytische Verkürzung um zwei C-Atome durch ein zusätzliches Coenzym A. Katalyisert wird diese Reaktion durch die β-Kethothiolase. Es entsteht Acetyl-CoA und ein Acyl-CoA, das um zwei C-Atome verkürzt ist und dann in einer neuen Sequenz weiter oxidiert wird.

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Reduktion von Ribose zu Desoxyribose; Reaktionstyp und Enzymname angeben.

Die Ribonukleotidreduktase  ist ein Enzym, welches das letzte Glied in der Kette der Synthese der DNA-Bausteine bildet. Es reduziert die 2'-Hydroxygruppe von Nukleotiden.


 Radikalmechanismus

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Definiton Anabolismus und Beispiele für anabolische Stoffwechselwege

Als Anabolismus bezeichnet man die Reaktionen des Stoffwechsels, die dem Aufbau von chemischen Verbindungen dienen; im Zuge der anabolen Reaktionen werden über die Nahrung aufgenommene Fremdstoffe abgebaut und ihre Bestandteile zum Aufbau körpereigener Substanzen benutzt.


2.1 Fettanabolismus

Acetyl-CoA, welches mitochondrial aus der Pyruvatdehydrogenase-Reaktion gewonnen wurde, wird mithilfe des Citrat-Shuttles ins Cytosol befördert. Hier kann es zur Fettsäuresynthese bzw. zur Cholesterinsynthese genutzt werden.

2.2 Kohlenhydratanabolismus

Pyruvat kann unter Wirkung von Glucagon über den Stoffwechselweg der Gluconeogenese wieder zu Glucose aufgebaut werden.

2.3 Ketonkörperanabolismus

Ketonkörper können in Hungersituationen oder bei unbehandeltem Diabetes mellitus als Energieträger verwendet werden. Sie werden mitochondrial aus Acetyl-CoA synthetisiert, welches aus der Beta-Oxidation stammt.

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 Transaminierung

Definition: Übertragen einer Aminogruppe
von einer Aminosäure
 auf eine α-Ketosäure 

  • Ziel: Aminosäureabbau und Synthese 

    nicht-essentieller Aminosäuren

     aus α-Ketosäuren 


    Enzyme

    • Aminotransferasen (= 

      Transaminasen







      ): Z.B. 

      ALT






       (für 

      Alanin-Aminotransferase







      ; auch 

      GPT

       für 

      Glutamat-Pyruvat-Transaminase

      ) und 

      AST

       (für 

      Aspartat-Aminotransferase

      ; auch 

      GOT







       für 

      Glutamat-Oxalacetat-Transaminase








    • Prosthetische Gruppe

      PALP

      • Die 

        Aminosäuren

         werden in einem Zwischenschritt kovalent an 

        PALP

         gebunden
  • Beispielreaktionen
    • ALT

      : Alanin + α-Ketoglutarat ⇄ 

      Pyruvat







       + 

      Glutamat







       


    • AST

      : Aspartat + α-Ketoglutarat ⇄ Oxalacetat + 

      Glutamat

       


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Welche Rolle spielt die Carboanhydrase und zu welcher Enzymklasse zählt Sie?


Welchen Kofaktor benötigt Sie?


  • CO2 ist Produkt der Atmung, HCO3 wichtigste Puffersubstanz im Blut
  • Essentiell trotz guter Löslichkeit von CO2 für vollständige Abgabe in der Lunge.
  • hydratisiert 10^6 CO2/s (unkatalysiert: 0.13CO2/s => Beschleunigung: x10^7!
  • Benötigt Cofaktor: Zn2+

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