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Flashcards
Den Enzymdefekt der klassischen Galaktosämie benennen
GALT: Galaktose-1-Phosphat-Uridyltransferase <- Mutiert
(Katalysiert Galaktose-1-Phosphat zu UDP Galactose)
Die unterschiedlichen Darstellungsweisen (Fischer, Haworth, Konfirmation) der Strukturformel der Kohlenhydrate interpretieren
Fischer: Chirales C mit Stern markiert
Stärkstes oxidiertes C oben -> von oben nach unten
Waagerechte Verbindungen zeigen nach vorne, Senkrechte nach hinten
=> Unrealistische Strukturformel
Haworth: Ringschlussdarstellung als X-Eck
Sauerstoff zeigt nach hinten / hinten rechts
FLOH: Fischer links oben Haworth
Verzicht H-Atome
=> Ebenfalls unrealistische Darstellung
Knofirmation: Tatsächliche, realistische Darstellung der gewinkelten Anordnung der Atome
=> Energiegehalt, Abstoßung und Stabilität
Aldehyde und Ketone als funktionelle Gruppe in Strukturformeln identifizieren
Aldehyd: H-C=O
C
Keton: C-C=O
C
=> CARBONYLGRUPPE
Die Bedeutung der Carbonylgruppe für die Gleichgewichtsreaktion der Monosaccharide beschreiben (Cyclisierung, Umlagerung)
Cyclisierung liegt im Gleichgewicht vor, Kohlenhydrate liegen sowohl offen als auch geschlossen vor, jedoch pendelt sich Nettomäßig ein Gleichgewicht ein
Keto-Enol-Tautomerisierung:
Im alkalischen Mileu liegen Aldosen <-> Ketosen im Gleichgewicht vor, die Enolform ist dabei relativ instabil und ist somit nur eine schnelle Übergangsform
WICHTIG: Das Sauerstoff in der Carbonylgruppe zieht aufgrund seiner Elektronegativität die Elektronen des C Atoms stark an sich (Angriffsstelle Cyclisierung)
Durch induktive Effekte ist das alpha C noch so stark betroffen, dass es relativ schnell deprotoniert (Umlagerung)
Alkalisches Milieu ermöglicht Deprotonierung des alpha Cs
Die besondere Bedeutung des anomeren C bei der Kondensation und Hydrolyse von Di und Polysacchariden beschreiben
Anomer: alpha / beta Konfiguration des cyclischen Kohlenhydrates
=> Je nach Stellung der Halbactelgruppe des anomeren C geht das Kohlenhydrat eine andere Bindung ein => Andere Eigenschaften:
Glukose beta 1 4 Glukose => Zellulose => Unverdaulich
Glucose alpha 1,4 Glukose => Maltose => Bestandteil Glykogen und Stärke (Verdaulich)
alpha unten beta oben, alpha gut beta böse
Sruktur und Funktion wichtiger Homoglykane (Stärke, Glykogen, Zellulose) erläutern
Stärke: Amylose (Helikale Struktur): Glukose alpha 1-4 Bindungen
und Amylopektin: Verzweigte Struktur: Glucose alpha 1-6 Bindungen
Reserve Polysaccharid der Pflanzen -> Lagerund Verringerung osmotischer Druck, schneller Zugriff
Glykogen: Helikale Baumstruktur ähnlich Amylopektin, nur stärker verzweigt,
Speicherung in Leber und Muskelzellen + Reserve Polysaccharid bei Säugetieren (Speicherungsform zur Verringerung des osmotischen Drucks) und an Glykogenin gebunden
=> Schneller Zugriff
Cellulose: Besteht au Cellbiose: Glucose beta 1-4 Glucose Bindung
Unverzweigte, Fadenförmige Ketten, Strukturmaterial von Pflanzen (Zellwände etc)
=> Unverdaulich
Einteilung, prinzipieller Aufbau und die Funktion von Heteroglykanen am Beispiel des Heparins, der Hyaluronsäure und des ABO-Blutgruppensystems beschreiben
Herparin: Grundgerüst: Glukose 1,4 alpha und beta Bindungen Abwechselnd
Glucoseaminoglykan unterschiedlicher Kettenlänge + stark Sulfatiert
=> Sehr hohe negative Ladungsdichte und Bildung in Mastzellen
Glukosamin (Sulfatiert und Acetylisiert) + Glucuronsäure/ Ideronsäure, sulfatiert
=> Unterbindet Blutgerinnung, Verstärkt Wirkung von Antithrombin (Antithrombin wirkt hemmend auf Thrombin -> Gerinnung durch Katalyse Fibrinogen -> Fibrin)
-> Thromboseprophylaxe
Hyaluronsäure: beta Glukuronsäure und Glucosamin (Acetylglukosamin)
Proteinfrei, bis zu 50000 Disaccharidwiederholungen, nicht sulfatiert -> Befindet sich in Extrazellulärmatrix
=> Wasserspeicher, viskoses, nicht komprimierbares Gel (Ladungsdichte zieht H2O an)
-> Glaskörper im Auge, Gelenkflüssigkeit, Bandscheiben
Arthrosetherapie
ABO Blutgruppensystem:
Entständige Oligosaccharide auf Glykoproteinen und Glykolipiden, Antigene auf Erythrozyten und anderen Zellen (ImG)
4 Hauptgruppen: A, B, AB, 0
Grundgerüst: N-Acetyl-Glucosamin und D-Galactose und D-Fructose => 0
+ Galaktose => B
+ N-Acetyl-Galactosamin => A
=> Erkennungsmerkmal für den Körper
Antigen: A -> Antikörper B -> Verträglichkeit: A,0
Antigen B -> Antikörper A -> Verträglichkeit B, 0
Antigen A + B (Heterozygot) -> keine Antikörper -> Verträglichkeit A, B, 0
Antigen 0 -> Antikörper A, B -> Verträglichkeit 0
Die Prinzipien der Modifizierung von Kohlenhydraten () erklären
Aminierung: Transaminierung:
Glucose-6-Pi + Aminosäure -> Glucosamin-Pi + alpha Ketosäure
Durch: Hexophosphat-Transaminase
(Ersetzen Hydroxygruppe mit Aminogruppe)
Acetlyierung: Kondensation mit Acetyl-CoA Unter Abspaltung von CoA mit der Aminogruppe
zu N-Acetyl-Glucosamin (Acetyl = Carboxyl + Methylgruppe) durch Transacetylase
Sulfatierung: Veresterung von KH durch aktivierte Schwefelsäure (PAPS)
Si-Pi- 5' Ribose 3' Pi 1' Base
Reagiert mit Hydroxylgruppen, Sulfat geht Esterbindung mit Hydroxygruppe ein
(durch Sulfotransferasen)
Bindungsmöglichkeiten von Zuckermolekülen an Proteine () beschreiben
N-Glykosidisch: Bindung von Heteroglykomer mit Amidgruppe eines Asparaginrestes
=> Im ER; Transferieren von Vorgefertigten Zuckerketten von Dilochianker auf Protein
=> Mannosereicher Typ, komplexer Typ, Mischtyp
=> Modifizierungen im Golgi möglich
Halbacetal + Amid -> -NH-
O-Glykosidische Bindung: Reaktion mit Hydroxyrest eines Serin oder Threoninrestes
Im Golgi, direkte Zusammensetzung aktiviterter Zuckermoleküle
(Mannose-6-Pi zur Kennzeichnung von Lysosomenproteinen)
Halbacetal + Hydroxy -> -O- (Acetal)
Die Grundprinzipien der Biosynthese ausgewählter Lipidhormone (Steroidhormone, Eikosanoide) erläutern
Steroidhormone:
Acetyl-CoA (über HMG-CoA-Reduktase) -> C6 Mevalonsäure (-> Isoprenderivate) -> C30 Squalen (über Zyklisierung) -> Cholesterol C27 -> Steroide
Eikosanoide: Membranphospholipide (P-Lipase-A2) -> Arachidonsäure (C20 delta 4)
-> COX / LOX + O2 -> Prostaglandine / Leukotriene
Die wesentlichen Strukturmerkmale von Cholesterol () beschreiben und Cholesterolester
Cholesterol besitzt ein Sterangerüst aus 3 6fach Ringen und einem 5 Ring, wobei die Ringe wie folgt angeordnet sind:
Zwei 6 Ringe unten links, schräg rechts oben davon der dritte 6er Ring, direkt daneben der 5er Ring.
Am A Ring besitzt das Cholesterol seine einzige hydrophile Gruppe, die Hydroxygruppe, ganz links unten
An der oberen Spitze des 5er Rings, des D Rings, sitzt eine verzweigte Seitenkette, die 5 C Atome in Kettebesitzt, und sich das 6. und 7. C Atome am Ende abzweigen.
Ein Cholesterolester ist ein Cholesterolmolekül, dessen Hydroxygruppe eine Esterbindung mit einer Fettsäure eingegangen ist
Die Einteilung in isolierte Hypercholesterinämie, isolierte Hypergylzerinämie, kombinierte Hypolipidämie als ein effizientes und kostengünstiges Grundprinzip der Einteilung von Lipidstoffwechselstörungen beschreiben und begründen
Erhöhte Cholersterinwerte: höher 200mg/gl (5,18 mmol/l)
Erhöhrte Triacylglyzerinwerte: Höher 200mg/dl (2,26 mmol/l)
Isolierte Cholesterinämie: Nur Chol erhöht:
Oft genetisch, schlechtes Ansprechen auf Allgemeinmaßnahmen
kombinierte Hyperliidämie: Beides Erhöht:
Oft sekundäre Ursache (Übergewicht, Diabetes, Leber / Nierenversagen, Fehlernährung)
Oft hervorragendes Ansprechen auf Allgemeinmaßnahmen
Isolierte Hypertriglyzerinämie: TG erhöht
Oft genetisch, schlechtes Ansprechen auf Allgemeinmaßnahmen
Cholesterinmessung:
Hilfsreaktion: Cholesterinester + H2O über Cholesterase zu Cholesterin und FS
Messreaktion: Cholesterin + O2 über Choloxidase zu Cholesterin-4-en-3-on + Wasserstoffperoxid
Indikatorreaktion: Wasserstoffperoxid und Chromogen über Peroxidase zu Farbkomplex und Wasser
=> Photometrische Messung, Farbintensität proportional zu Konzentration
Triglyzerine:
Hilfsreaktion: Triglyzerid + H2o über Lipoproteinlipase zu Glyzerin + FS
und Phosphorylierung zu Glyzerin-3-Pi durch Glyzerinkinase
Messreaktion: Glyzerin-3-Pi + O2 über Glyzerinphosphatoxidase zu Dihydroxyacetonphosphat und Wasserstoffperoxid
Indikatorreaktion: Wasserstoffperoxid und Chromogen über Peroxidase zu Farbkomplex und Wasser
=> Photometrische Messung, Farbintensität proportional zu Konzentration
=> Einfache Routinebestimmung für Cholesterin und Triglyzeride bei Routineuntersuchungen führt günstig und schnell zu wichtigen Erenntnissen
Außerdem: Voll Automatisch und Hoher Informationsgehalt
Vor- und Nachteile der direkten und indirekten Verfahren zur LDL Bestimmung erklären
Direktes Verfahren: Messen mit der Maschine: Enzymatische Bestimmung von Cholesterol nach Inhibitation anderer Lipoproteine durch Faltung, Komplexbildung, Zuckerbindung, Detergentien nach chemischen Verfahren
Vorteil: Präzises und exaktes, schnelles Ergebnis und Vollautomatisiert
Nachteil: Lange Zeit nur für HDL möglich gewesen
Indirektes Verfahren: LDL Berechnung nach Friedwald:
LDL Cholesterol = (Gesamtcholesterol - TG) / (5 - HDL - Cholesterol)
Vorteil: Kostengünstig und einfach, Viele Studien
Nachteil: Nicht gültig bei hohem TG (Größer 400mmol/l) und unpräzise
Carbonsäureester, Thiole und Thioester als funktionelle Gruppen in Strukturformeln identifizieren
Carbonsäureester = Carboxylgruppe + Hydroxygruppe
- C - O -R
||
O
Thiol: Alkohol mit Schwefel statt O
R - SH
Thioester: Carboxylgruppe + Thiolgruppe
C - S - R
||
O
Die Eigenschaft von Kohlenstoffeinfach- und Doppelbindungen sowie deren Einfluss auf den Aggregatzustand von Fetten beschreiben
Einfachbindung: lange, gerade Zickzacklinie von C-Atomen
=> Starke WW zwischen Ketten, stabile und feste Anordnung => Hoher Schmelzpunkt => Fette (fest)
Cis-Doppelbindungen: Führen zu einem leichten Knick im Lipidschwanz
=> Verringert die Wechselwirkungen und die Anordnung => Verringert den Schmelzpunkt => Öle (flüssig)
Dabei ist die Anzahl der Doppelbindungen proportional zu dem Schmelzpunkt
Trans-Doppelbindung: Doppelnbindung verändert Konfiguration des Lipidschwanzes nicht => Same as Einfachbindung
Die Bildung und Spaltung von Phsophorsäureestern und Carbonsäureestern beschreiben
Bildung: Carbonsäureester:
Carbonsäure (Carboxylgruppe) reagiert mit Hydroxygruppe über Veresterung (Kondensationsreaktion) zu einem Carbonsäureester. Gespalten wird dieser Hydrolytisch (Verseifung)
Phosphorsäureester:
Phosphat und Hydroxygruppe reagieren über Veresterung (Kondensationsreaktion) zum Phosphorsäureester und werden hydrolytisch gespalten
=> Phosphorylierung und Dephosphorylierung
DIe wichtigsten Fettsäuren in ihrer Struktur beschreiben (Stearin, Öl, Linol, Linolensäure)
Delta: Position Doppelbindungen von vorne
Palmitinsäure: 16 C Atome, keine Doppelbindung
Stearinsäure: 18 C Atome, keine Doppelbindungen
Ölsäure: 18 C Atome, Delta 9, Omega 9
Linolsäure: 18 C Atome, Delta 9, 12 Omega 6
Linolensäure: 18 C Atome, Delta 9, 12, 15 Omega 3
Arachidonsäure: 20 C Atome, 4 Doppelbindungen, Omega 6
Die Aktivierung von Carbonsäuren durch Co-A beschreiben
COA: Adenosindihosphat + 3' Phosphat + Pantothensäure (Vitamin B5) + Thiol
ZUERST: Aktivierung der FS durch Reaktion mit ATP
FS + ATP -> FSAMP + PPi
Thiol geht Thioesterbindungen mit Carboxylgruppen von Carbonsäuren ein
=> Einergiereiche, reaktive Verbindung
=> Acetyl-CoA + Acyl-CoA
Katalysiert durch Acyl-CoA-Synthetase (Thiokinase)
Hydrolyse der Verbindung setzt viel Energie frei (Entropie Exotherm, ...)
=> Gruppenübertragunspotential von Acetyl- oder Acylgruppen
Cholin + Acetyl-Coa -> Acetylcholin + CoA
Acetyl-CoA ist Ausgangsstoff für beta Oxidation und Fettsäuresynthese
Die Bildung von Acetyl / Acyl CoA beschreiben
Kondensationsreaktion -> Thioester von Essigsäure mit CoA oder einer Fettsäure mit CoA
WICHTIG Vorherige Aktivierung durch ATP!
ATP-> AMP
FS + AMP -> Acyladenylat
Thiolytische Spaltung durch CoA
Die Ausscheidungsmöglichkeiten von Cholesterolderivaten benennen:
Kein Abbau des Steranringes möglich!
Ausscheidung als Gallensäure = Cholsäure = Cholat
Oder Chenodesoxycholsäure
Hydroxylierung und oxidative Verkürzung der Seitenkette
Ineffektiv: Enteral 80% Rückresorption
=> Entero-Hepatischer Kreislauf
=> Cholesterolausscheidungsschwäche
Den Einsatz eines Nahrungs / Ernährungsprotokolls zur Erhebung der Ernährungsanamnese und seine Funktion bei der Ernährungsumstellung erläutern
=> Objektivierung der Lebensmittelaufnahme, Einsicht auf totale kcal, Fett, Kohlenhydrat und Proteinanteil
(Ziel: 2500 kcal, 55% KH, 30% Fette, 15% Proteine, davon Omega 3 und 6 reiche FS)
Ernährungsumstellung: Handeln statt Verbote
Ermittelung Fettbedarf und Qualität
Physiologische Faktoren mehrfach ungesättigter FS darstellen
Essenzielle FS -> Arachidonsäure
=> Körpereigene Doppelbindungsynthese nur bis C9 möglich!
=> Hormonbildung
Wirkt sich positiv auf HDL aus
Membranfluidität
Verhältnis Omega 3 zu 6: 1:5
Unterschiede der drei Domänen (Bakterien, Arachea, Eukaryonten) auflisten
Bakterien: Kein Zellkern, keine Nucleosomen, keine Membranbegrenzten Organellen, kein Zytoskelett mit Motorproteinen, 70s Ribosomen, Start AS ist Formyl-Met (auch beim Mitochondirum), keine Cyclohexamidsensitivität, keine Erythromycinsensitivität
Arachea: Kein Zellkern, Zwischenstufe Nukleosomen, keine membranbegrenzten Organellen, Kein Zytoskelett mit Motorproteinen 70s Ribosomen, Start-AS Methionin, keine Cyclohexamidsensitivität, Erythromycinsensitivität
Eukaryonten: Zellkern, Nukleosomen, Membranumhüllte Organellen, Zytoskelett mit Motorproteinen, 80s Ribosomen, Start AS: Methionin, Cyclohexamid und erythromycinsensitivitäät
Evolutionären Vorteil des Zellkerns beschreiben
Schutz der DNA, Räumliche Trennung Translation und Transkription
=> mRNA Modifikationen!
Bakterien: 1 Gen -> 1 mRNA -> 1 Protein
Mensch: 1 Gen -> mehrere mRNA -> mehrere Proteine
+ Regulation Expression über mRNA Transport
Lipidrafts als Mikrodomänen in Biomembranen beschreiben
Def: Mikrodomänen in der Biomembran, die sich hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung und ihrer Fluidität von ihren umgebenden Bereichen unterscheiden
=> Floß spezieller Lipidzusammensetzung in Phospholipidsee
Arten: Caveolae (Cholesterinreich), GEM (Glycosphyngolipidreich), PiP2-reich
=> Bereich mit geringer Fluidität
Ermöglicht Bindungsstellen in der Zellmembran => Proteinreich
=> Oft mit Zytoskelett verankert
=> Bedeutsam für Signaltransduktion, Cholesteroltransport, Immunregulation und Pathogenesen
Darlegen können, wie Ionengradienten/ Konzentrationsgradienten an Zellmembranen zur Ausbildung elektrochemischer Potentiale führen und welche Ionen beteiligt sind
Ionenkonzentrationen außen: Natrium: 150mmol, Chlorid: 120mmol, Kalium 5mmol
Innen: Natrium: 15mmol, Chlorid: 20mmol, Kalium 150mmol, geladene Moleküle 250mmol
Zunächst elektrostatisch relativ ausgeglichen, aber es herrschen Konzentrationsgefälle der Ionen
=> Selektiv permeable Membran => Konstitutiv offene Kaliumkanäle
=> Kalium strömt aus der Zelle in der Bemühen, das Konzentrationsgefälle auszugleichen
=> Durch den Verlust positiver Ladungen entsteht eine elektrostatische Spannung, die Kalium vor vollständiger Diffusion zurückhält
=> Das chemische Potential wirkt entgegen des Elektrischen Potentials
=> Im dynamischen Gleichgewicht gilt daher: Das chemische Potential = - elektrisches Potential
-> Ruhepotential -70mV
Das Gleichgewichtspotential in Form der Nernstgleichung und der elektrischen Äquivalenzgleichung beschreiben
Nernstgleichung:
E = (RT)/(zF) * ln (Caußen/Cinnen)
R = Gaskonstante, T = Temperatur, z = Teilchenwertigkeit, F = Faradaykonstante
da R,T und F konst =>
E = 60mv/z * log (Caußen/Cinnen)
=> Gibt Spannung eines Ionen im Gleichgewicht an, abhängig vom chemischen und elektrischen Potential (Nullstrompotential, Modul 4)
Problem: Ek = -88mV, Ruhemembran jedoch -70mV
=> Leckströme, Leitfähigkeit anderer Ionen müssen berücksichtigt werden
=> Elektrische Äquivalenzgleichung:
Berücksichtigt Nernstpotentiale und Leitfähigkeit verschiedener Ionen
E = (Ek*Gk + Ena*Gna + Ecl*Gcl ... ) / ( Gk + Gna + Gcl ...)
E = Elektrochemisches Potential einer Ionensorte, G ist die Leitfähigkeit der Membran für die verschiedenen Ionen
Am Beispiel der Mukoviszidose beschreiben, welche klinischen Symptome () und Veränderung von diagnostischen Parametern () durch die Störung des Chloridkanals (CFTR) hervorgerufen werden können
CFTR: cAMP abhängiger Chloridkanal in Drüsenhaltigen Organen
-> Unter cAMP Signal werden Chloridionen aus der Zelle geschleußt -> Wasser diffundiert nach -> Befeuchtung
Und Natriumchloridrückresorption im Schweiß am Ende der Schweißdrüsen (Hypotonischer Schweiß)
Gendefekt (Mutation) -> Verlust der Proteinfunktion (5 Mutationsklassen)
=> Zäher Schleim im Drüsengewebe
-> Abhusten, Entzündungen, Verstopfen
=> Fehlende Rückresorption von NaCl im Schweiß
-> Erhöhte Chloridkonzentration im Schweiß: Schweißtest: 2x Chlorid größer 60mmol/l
Goldmann-Standardmethode: Normal kleiner 30mmol/l, Grenzbereich zwischen 30 und 60 mmol/l
Sensitivität: 95%
Symptome:
Atemwege: Erhöhte Sputumviskosität, Nasenpolypen, Bronchiektasen, Leberzirrhose, DM, pulmonale Infekte, Husten, Sekret, Dyspnoe, Obstruktion
Pankreas: Mekoniumilius, Fettstuhl, Gedeihstörung, Pankreasinsuffizienz, Infertilität (Mann)
Die Charakterisierung von Transportmechanismen als primär aktiv, sekundär aktiv und tertiär aktiv und passiv darstellen
Passiver Transport: Energetisch bergab, Antrieb durch elektrochemischen Gradienten (=> Diffusion) oder Filtration (Niere)
=> Kanäle, Uniporter, Lipidphase
=> Diffusion ungeladener und kleiner Moleküle durch die Zellmembran
Primär Aktiv: Transport unter unmittelbaren ATP-Verbrauch
Bsp: Na/K ATPase => ATPasen!
Sekundär Aktiv: Symport / Antiport durch Ionengradienten von Natrium, der durch primär aktiven Transport bereitgestellt wird => Sekundär
Bsp: Flusskopplung bei Glucoseaufnahme (Glucose entgegen Konzentrationsgefälle in die Zelle, durch Natrium im Konzentrationsgefälle aus der Zelle
=> Nutzung der Energie eines Konzentrationsgefälles um den Transport eines anderen zu ermöglichen
Tertiär aktiv: Symport/ Antiport durch Ionengradienten des sekundär aktiven Transportes
Bsp: Apikale Dipeptidaufnahme: An Na/H Antiport gekoppelte H/Peptid Symporter, der H+ im Konzentrationsgefälle in die Zelle aufnimmt und damit Dipeptide entgegen des Konzentationgefälles aufnimmt
Endo-, Exo- und Transzytose als Transportmechanismus erläutern
Endozytose: Rezeptorvermittelte Molekülaufnahme durch Membranabschnürung
Exocytose: Rezeptorvermittelte Abgabe von Molekülen durch Fusion eines Vesikels mit der Zellmembran
Transzytose: Endozytotische Aufnahme von Partikeln, Transport durch die Zelle und exozytotische Abgabe
(=> Medikamententransport durch das Gewebe)
Am Beispiel des ABC-Transportes exemplarisch darstellen, wie Arzneimittel durch Carriervermittelten Transport über die Zellmembran aufgenommen und eliminiert werden
ABC-Transporter: ATP-Binding-Casette => Primäraktive Transporter
Arzneimittelelimination: Beispiel: P-Glykoprotein (PGP) / MDR1
=> Verhindert Passage toxischer Substanzen in sensiblem Organen und Tumorzellen durch die Zellmembran
=> Verringerte Medikamentenabsorbtion
-> Wirkungsverringerung
=> Effluxtransporter (Aus der Zelle) in Leber, Niere, Darm und Gehirn
Arzneimittelaufnahme: Uptake-Transporter:
ABC-Transporter, die Arzneimittelaufnahme in Darm, Leber, Niere und Gewebe verbessern
Bsp: Human organic cationtransporter hOCT1+2
ABC-Transporter, Uptake und Efflux, können durch Medikamente induziert als auch inhibiert werden
=> Einfluss auf Aufnahme anderer Medikamente
Carrier sind Organspezifisch verteilt => Beachten bei Medikamentengabe!
Genetische Expression der Transporter wichtig! Jeder Mensch reagiert anders auf Medikamente!
DIe Begriffe Van der Waals Wechselwirkung und hydrophober Effekt erläutern
Van der Waals Kräfte: Schwache, Intermolekulare Kräfte, durch induzierte, temporäre Dipole durch zufällige Elektronenbewegung => Kurze Reichweite
Hydrophober Effekt: Zusammenlagerung hydrophober Moleküle/ Molekülbereiche in hydrophiler Lösung
-> Verringerung Kontaktfläche zwischen Hydrophilen und hydrophoben Bereichen, Entropiegetrieben, maximale Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen des Wassers => Minimale Oberfläche
Den Aufbau von Mizellen und Lipiddoppelschichten darstellen
Mizellen werden von Carbonsäureanionen (Seifen) und Tensiden gebildet, die strukturell eher Trichter/ Kegelförmig sind
=> Lagern sich bei hohen Konzentrationen zu Mizellen im Wasser an, Innen hydrophob, außen hydrophil
-> Kugel
=> Möglichst geringe Oberfläche + hydrophobe WW
Lipiddoppelschicht: Aus Phospholipiden, die eher Zylinderförmig aufgebaut sind
=> Lagern sich zu linearer Doppellipidschicht (aufgrund sterischer Form) zusammen, hydrophobe WW zwischen den hydrophoben Teilen
Die Begriffe Emulsion und Emulgator erläutern
Emulsion: Fein verteiltes Gemisch zweier nicht mischbarer Flüßigkeiten (Wasser/Öl: Milch, Mayo, Salben)
Emulgator: Ampiphile Substanzen, die Emulsion stabilisieren (FS, Phospholipide => Lipoproteine; Cholat emulgiert Fette im Darm)
DIe Auswirkungen der Polarität auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Molekülen erläutern
Polare Moleküle: Elektrostatische WW (H-Brücken, Dipole, Ionen)
=> Hydrophil (Hydrathülle), eingeschränkte Membranpermeabilität (H2O, Harnstoff) bis gar keine Membranpermeabilität (Ionen und größere Moleküle)
idR höhere Schmelz und Siedepunkte
Unpolare Moleküle: Schwache WW mit anderen Molekülen (Van-der-Waals), hydrophob, freie Membranpermeabilität der meisten hydrophoben Moleküle, idR niedrigere Schmelz und Siedepunkte
Verschiedene Formen der Endozytose grundlegend beschreiben ()
Hauptunterscheidungsmerkmal: Größe der aufgenommenen Partikel:
Phagozytose 0,1-10µm, Clathrin 100-150nm, Caveolae 50-80nm
Caveolae:
Endozytose über sepzialisiserte Membrandomänen (Lipid rafts)
=> Transzytose (ins Endothel) oder Zugang für Pathogene
=> Rezeptorvermittelt, induziert Signalkaskase -> induziert Abschnürung
Phagozytose: Aufnahme von großen Partikeln (Bakterien, Fremdkörper, Zellreste) durch spezialisierte Zellen
=> Makrophagen, Immunzellen
Schritte: Erkennung des Partikels durch Rezeptoren, Aktinreorganisation und Bildung von Pseudopodien, die Phagosom umschließen => Aufnahme, Abbau Aktingerüst, Fusion mit Lysosomen (Phagolysosom) und Degradation (pH Anstieg + Enzyme) => Abbau
Clathrinvermittelte Endozytose:
Rezeptorvermittelte Endozytose, recycling synaptischer Vesikel über Bildung Clathrinumhüllter Vesikel
Hauptproteine: AP2 (Ermöglicht Binden von Clathrin an Rezeptor), Clathrin (Triskelionstruktur), Ampiphysin + Dynamin
Liganden binden an Rezeptoren -> Konfirmationsänderung -> Bindung AP2 -> Clathrinrekrutierung -> Clathrin bildet Vesikelstruktur, "Zieht" Vesikel aus Membran (Hexagonale Strukturen) -> Ampiphysin und Dynamin binden an Vesikelhals und schnüren diesen unter GTP Verbrauch ab -> Coated Vesikel -> Dissoziation -> Transportvesikel
Rezeptorvermittelte Endozytose am Beispiel des LDL Rezeptors beschreiben
LDL Bindung, Vesikelbildung (Clathrinvermittelt), Uncoating, Fusion mit frühem Endosomen, Ligand Rezeptortrennung (Unter H+ Einstrom), Rezeptorrecycling zur Plasmamembran, Ligandabbau im Lysosomen
Den Mechanismus der Vesikelfunktion mit der Plasmamembran am Beispiel synaptischer Vesikel erläutern und dabei auf die Funktion der SNARE Proteine eingehen
Regulierte Exozytose. Signal (Ca2+) -> Docking -> Fusion -> Exozytose
Synaptische Vesikel: Bildung synaptischer Vesikel / Sekretgranula im Gogli und Transport un aktive Zone der Zelle
Docking / Priming: Voraktivierung unter ATP Verbrauch
Budding (Golgi) -> Translokation -> Docking -> Priming -> Fusion -> Endozytose -> Früher Endosomen
V-SNARES: Synaptobrevin, Synaptotagmin (Ca2+ abhängig) an Vesikel
T-SNARES: Syntaxin, SNAP 25
=> Synaptobrevin, Synaptotagmin, Syntaxin und SNAP25 gehen Wechselwirkungen untereinander ein (alpha Helices)
Calciumbindung => Konfirmationsänderung => Fusion
SNARE =/= Docking, Docking -> SNARE -> Fusion
Docking durch Rab-GTP + Effektor
SNARE Dissoziation durch ATP + Hilfsproteine,
Wirkung von Tetanustoxin und Botulinumtoxinen (A, B) auf die Exozytose erklären
Tetanustoxin (TeNT) und BoNTA + BoNTB
BoNT A greift SNAP 25 an, BoNTB und TeNT greifen Synaptobrevin an
BoNT A besitzt zwei Untereinheiten (Heterodimer), kleine und große
Große UE sorgt für Rezeptorbindung => Endozytose
Kleine UE spaltet SNARE -> Komplexe
BoNT inhibiert Exozytose an motorischer Endplatte
TeNT inhibiert Exoyztose an Synapsen
=> Exozytose wird durch TeNT + BoNT durch die Zerstörung der SNARE-Proteine verhindert -> Fusion unmöglich
Die wichtigsten ATP getrieben Pumpen benennen und jeder Klasse Beispiele zuordnen
Typ P: Energiezufuhr -> Konfirmationsänderung
Bsp: SERCE: Ca2+ ATPase im Sarkoplasmatischen Retikulum der Muskelzellen
2 UE, alpha UE bindet ATP => Wird Phosphoryliert, beta UE löst Konfirmationsänderung aus
Weiteres Beispiel: Na/K-ATPase
Substrate: Ionen (H, K, Na, Ca) -> Mechanismus: Konfirmationsänderung durch Phosphorylierung
Vertreter: K/Na-ATPase, H/K-ATPase, Ca-ATPase
Typ F: Substrat H+, Mechanismus: Konfirmationsänderung (Protonengetriebene Rotationsbewegung)
ATP-Verbrauch Transportiert H+ Ionen entgegen des Konzentrationsgefälles
ATP-Synthese: Rotation durch H+-Strom -> Konfirmationsänderung -> Gebundenes ADP+Pi in Beta-Untereinheiten werden durch räumliche Trennung von H2O und mechanischen Druck zu ATP katalysiert
360° = 3 ATP, 30° 1H, 1 ATP durch 4 H => Eigentlich 3, 4. H kommt vom Phosphattransport
Vorkommen: Mitochondrien
Typ V:Substrat H+, Mechanismus: Konfirmationsänderung (Protonengetriebene Rotationsbewegung)
ATP-Verbrauch Transportiert H+ Ionen entgegen des Konzentrationsgefälles
Vorkommen: Ubiquitäre, vakuloläre H+ - ATPase
=> Beide Typen sind in der Membran beweglich, Intrazellulär jedoch starr / unbeweglich
ABC-Transporter: Substrat: Ionen, Lipide, Antigenpeptide, Xenobiotika
Mechanismus: Konfirmationsänderung durch 2mol ATP
Vertreter: TAP, ABCA1 = MDR1 = PGP