Biochemie
Bausteine des Lebens, TB 2
Bausteine des Lebens, TB 2
Energiebilanz: Citratzyklus
- es entstehen
- 3 NADH + H+
- 1 FADH2
- 1 GTP
- daraus ergeben sich nach der Atmungskette ca. 9 ATP aus den Reduktionsäquivalenten
- + 1 GTP ≈ 10 ATP
Energiebilanz des kompletten Abbaus von Pyruvat zu CO2
- = oxidative Decarboxylierung + Citratzyklus
- 2.5 ATP aus ox. Decarbox.
- 10 ATP aus TCA
⇒ ≈ 12.5 ATP
Komplex I der Atmungskette: grobe Funktion
- NADH-Ubichinon-Reduktase
- Elektronenübertragung von NADH + H+ auf Ubichinon (= Coenzym Q)
- NADH+H+ → FMN (Flavinmononucleotid, prosthetische Gruppe) ⇒ FMNH2
- FMNH2 → Eisen-Schwefel-Cluster (Fe-S)
- Fe-S → Ubichinon ⇒ Ubichinol (QH2)
- 4 Protonen (H+) werden in den Intermembranraum gepumpt bei Übertragung von Fe-S auf Q
Komplex II der Atmungskette
- Succinatdehydrogenase
- Wasserstoff wird von Succinat auf Ubichinon übertragen
- Fumarat → Succinat, dabei Übertragung auf FAD → FADH2
- von FADH2 → Fe-S → Cytochrom b560 → Q
- keine Protonen aus der Matrix in den Intermembranraum, daher liefert FADH2 auch 1.5 statt 2.5 ATP
Komplex III der Atmungskette
- Ubichinol-Cytochrom c-Reduktase
- Elektronen von Ubichinol → Cytochrom c
- 4 Protonen in den Intermembranraum
Komplex IV der Atmungskette
- Cytochrom c-Oxidase
- 2 Elektronen von Cytochrom c auf molekularen Sauerstoff (heisst 1 O, kein O2) übertragen → 1/2 O22-
- 4 H+ aus Matrixraum zu Komplex; 2 davon reagieren mit dem negativ geladenen Sauerstoffmolekül → H2O
- die anderen 2 → Intermembranraum
Komplex V der Atmungskette (grob)
- ATP-Synthase
- 2 Untereinheiten:
- F0 = Protonenkanal
- F1 = katalytische Einheit
- Protonengradient bewirkt Strukturänderung und mechanische Energie, die zur ATP-Synthese aus ADP und Phosphat
Hemmung der Atmungskette an Komplex I
- Barbiturate
- Rotenon
- Hemmung der Elektronenübertragung zwischen FMN und Ubichinon
- dennoch oxidative Phosphorylierung, da Komplex II noch Elektronen übertragen kann
Hemmung der Atmungskette an Komplex II
- Malonat (hemmt Succinyl-DH), Zellgift
- Carboxin (auch SDH-Hemmer)
Hemmung der Atmungskette an Komplex III
- Antimycin A (zwischen Cytochrom b und c)
Hemmung der Atmungskette an Komplex IV
- HCN
- CO
- H2S
⇒ Blockierung der Bindestelle für Sauerstoff
Hemmung der Atmungskette an Komplex V
- Oligomycin
- bindet an F0-Teil, Protonengradient baut sich langsamer ab
NAD: Vitamin?
- abgeleitet von Niacin (B3)
NAD: wieviele Elektronen und Protonen werden übertragen?
- 2 Elektronen
- 1 Proton
FAD: Vitamin?
- Riboflavin (B2)
FAD: wieviele Elektronen und Protonen werden übertragen?
entweder
- 1 Elektron + 1 Proton
- 2 Elektronen + 2 Protonen
FMN: Vitamin?
- Riboflavin (B2)
FMN: wieviele Protonen und Elektronen?
- 2 Elektronen
- 2 Wasserstoffatome
prosthetische Gruppe in der NADH-Dehydrogenase (Komplex I)
NADP: Protonen/Elektronen?
- 2 Elektronen
- 1 Proton
Glutathion: welches Reduktionsäquivalent braucht es und woher kommt es?
- NADPH
- aus dem Pentosephosphatweg
Synonym: Umbau
Metabolismus
Synonym: Aufbau
Anabolismus
Synonym: Abbau
Katabolismus
Definition: Metabolit
Zwischenstufe oder Abbauprodukt von Stoffwechselvorgängen im Organismus
Definition: Konstitutionsisomer
- = Strukturisomer
- Moleküle mit gleicher Summenformel, aber unterschiedlichem Aufbau
- Butan: n-Butan und Isobutan haben beide Summenformel C4H10
Trivialname: Methanal
Formaldehyd
Trivialname: Methancarbonsäure
Ameisensäure
Aminosäuren-Isomere im Körper?
Aminosäuren nur als L-Form
Kohlenhydrat-Isomere im Körper?
KH nur als R-Form im Körper
Definition: bedingt essentielle Aminosäuren
Aminosäuren, die vom Körper synthetisiert werden können unter der Voraussetzung, dass eine Vorstufe vorhanden ist.
Definition: Thiolgruppe
Funktionelle Gruppe aus einem Schwefel- und einem Wasserstoffatom (-SH).
Disulfidbrücken
Entstehen zwischen 2 Thiolgruppen (-SH).
Normale Glukosekonzentration zwischen Mahlzeiten (nicht nüchtern)?
4.5-5.5 mM (80-100 mg/dL)
Serumglukosewert nüchtern, Normalwert?
<100 mg/dL
Serumglukosewert nüchtern, Hypoglykämie
<45-40 mg/dL (Männer)
Serumglukosewerte nüchtern bei verminderter Glukosetoleranz?
100-125 mg/dL
Serumglukosewert nüchtern bei Diabetes mellitus?
> 126 mg/dL
besonders glukoseabhängige Organe?
Hirn
Erythrozyten (wichtig!! diese haben keine Mitochondrien!)
Def. Oligosaccharide?
Bestehen aus 3-10 Zuckern (Monosacchariden).
Def. Polysaccharide
Bestehen aus mehr als 10 (>10) Zuckern/Monosacchariden.
-
- 1 / 130
-
Cartes-fiches
Gleichung der von APRT katalysierten Reaktion
Adenin + PRPP → AMP + PPa (anorganisches Pyrophosphat)
Gleichung der von HGPRT katalysierten Reaktion
Sind 2!!
Hypoxanthin + PRPP → IMP + PPa (anorganisches Pyrophosphat)
Guanin + PRPP → GMP + PPa (anorganisches Pyrophosphat)
Defekt des Lesch-Nyhan-Syndroms?
Mangel an HGPRT (Hypoxanthin-Guanin-Phosphoribosyltransferase)
Regulation der Enzyme des Salvage Pathway?
Produkthemmung:
AMP hemmt APRT
IMP und GMP hemmen HGPRT
Wieso ist die DNA stabiler als die RNA? (bezüglich der Pentose)
Desoxyribose hat nur ein H-Atom am 2'-C-Atom anstatt einer Hydroxygruppe wie die Ribose. OH- ist tendenziell reaktiv, was die DNA nicht sein soll... Entfernung wirkt stabilisierend.
4 Phasen des Zellzyklus
G1-Phase
gap-Phase, Wartezeit zwischen der M-Phase und der S-Phase (also zwischen Mitose und nächster Replikation)
S-Phase
Synthesephase, DNA wird repliziert (verdoppelt); zwischen G1- und G2-Phase
G2-Phase
zwischen S-Phase und M-Phase; Zellwachstum und Verdoppelung der Zellkompartimente, Kontrolle und Reparatur der DNA, Kontrollpunkt für Mitoseeintritt
M-Phase
Mitosephase
- Kernteilung
- Cytokinese = Teilung des Cytoplasma
Was kontrolliert der G1-Kontrollpunkt?
- ob die DNA intakt ist
- ob die Umgebungsbedingungen für eine erneute Replikation gegeben ist
wenn ja → Eintritt in S-Phase
Was kontrolliert der G2-Kontrollpunkt?
- intakte DNA?
- vollständige Replikation?
wenn ja → Eintritt in M-Phase
Was kontrolliert der Metaphase-Kontrollpunkt?
- korrekter Aufbau des Spindelapparates?
- Spindelapparat intakt?
- Anheftung gut?
wenn ja, Trennung der Tochterzellen
Aufbau der CdKs
- regulatorische Untereinheit: Cyclin
- katalytische Untereinheit: Kinase
Funktion der CdKs im Zellzyklus (grob)?
- Phosphorylierung von Regulatorproteinen → verändert die Aktivität der Regulatorproteine
Beispiel M-Cyclin
- mitosespezifisch
- akkumuliert während der G2-Phase, Abbau am Ende der M-Phase (schnell)
- aktiviert die M-CdK
Was sind Bcl-Proteine?
Familie von Regulatorproteinen für die Apoptose
Auslösung der Kaskade der Apoptose (generell)
- Protein aus Bcl-Familie aktiviert eine Procaspase
- diese Aktivierung wurde durch ein Signal nach DNA-Schaden ausgelöst
- Procaspase → Caspase
- Caspase aktiviert weitere Procaspasen
- und zerlegt u.a. Lamine → Zerlegung der Zelle
- Makrophagen verdauen die zerlegte Zelle
Aminosäuren und korrespondierende Ketosäuren:
Alanin?
Aminosäuren und korrespondierende Ketosäuren:
Aspartat?
Aminosäuren und korrespondierende Ketosäuren:
Glutamat
Aminosäuren und korrespondierende Ketosäuren:
Alanin
Alanin → Pyruvat
Aminosäuren und korrespondierende Ketosäuren:
Aspartat
Aspartat → Oxalacetat
Aminosäuren und korrespondierende Ketosäuren:
Glutamat
Glutamat → Alpha-Ketoglutarat
Funktionen des Pentosephosphatweges (grob)
- Produktion der Reduktionsäquivalente in Form von NAPDH/H+
- Produktion des Ribose-5-Phosphates für den Nukleotidstoffwechsel
Wo läuft der Pentosephosphatweg ab?
Im Zytosol aller Zellen.
Definition Glykogen
- verzweigtes Polysaccharid (Vielfachzucker) aus Glucose-Monomeren
- Speicherform der Glucose
- grösste Speicher in Leber und Muskel (Leber < Muskel)
Formiat
- Carbonsäure
- = Ameisensäure
- Methancarbonsäure
Acetat
- Carbonsäure
- Essigsäure
- Ethancarbonsäure
Butyrat
- Carbonsäure
- Buttersäure
- Butancarbonsäure
Acrylat
- Carbonsäure
- Acrylsäure
- Propencarbonsäure
Oxalacetat
- Carbonsäure
- Bernsteinsäure
- Butan-1,4-dicarbonsäure
Fumarat
- Carbonsäure
- Fumarsäure
- E-But-2-en-1,4-dicarbonsäure
lipophil
- fettlöslich
- löst sich in organischen Substanzen
EGF
= epidermal growth factor
- Wachstumsfaktor, der die Zellproliferation anregt
Pathomechanismus der Hereditären Fructoseintoleranz?
Defekt der Aldolase B (leberspezifisch), dadurch Hemmung der Gluconeogenese und Hypoglykämie
Hauptfunktionen des Pentosephosphatweges
- Synthese von Pentosen (v.a. von Ribose für Nukleotidsynthese) & oxidative Decarboxylierung von Glucose
- Synthese des Coenzyms NADPH + H+
oxidativer Teil des PPW
- Pentosegewinnung
- Synthese von NADPH + H+
nichtoxidativer Teil des PPW
- wenn kein akuter Ribose-Bedarf besteht
- Ribose wird dann zu Substraten der Glykolyse umgebau
Ort des PPW-Ablaufs?
- Zytosol der fettbildenden Organe (Skript sagt: Zytosol aller Gewebe.)
- Organe mit hohem NADPH + H+ - Bedarf (u.a. Leber, Nebennierenrinde, laktierende Mamma, Erythrozyten)
- Skript: Gonaden (Fettsäure- und Steroidsynthese!), Erythrozyten (Glutathionreduktion)
