Stoffwechsel M2
SLS - BTA
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Flashcards
Milchfett enthält Triglyceride mit Carponsäure (n-Hexansäure). Der Abbau dieser Fettsäure erfolgt durch ß-Oxidation.
a) Erläutern Sie detailliert, welche biochemische Reaktion der Capronsäure am Anfang dieses Abbauzyklus erfolgen muss.
1. Esterbindung zwischen den FS und dem Glycerin muss hydrolysiert werden -> freie FS entstehen
2. FS werden aktiviert -> an freie FS werden mithilfe von ATP CoA-SH angelagert (es entstehen AMP + P-P(i)) => AcetylCoA (aktivierte Form)
3. AcetylCoA wird in's Mitochondrium transportiert
Milchfett enthält Triglyceride mit Carponsäure (n-Hexansäure). Der Abbau dieser Fettsäure erfolgt durch ß-Oxidation.
b) Nennen Sie die Endprodukte der ß-Oxidation der Capronsäure.
Nach einem Durchlauf: AcetylCoA und FS-Rest
Nach einem weiteren Durchlauf: 2 AcetylCoA (+ AcetylCoA aus vorherigem Durchlauf)
Milchfett enthält Triglyceride mit Carponsäure (n-Hexansäure). Der Abbau dieser Fettsäure erfolgt durch ß-Oxidation.
c) Geben Sie an, wie oft der Zyklus durchlaufen werden muss.
Der Zyklus muss durchlaufen werden bis der gesamte FS-Schwanz abgebaut wurde.
Hier: zweimal
Milchfett enthält Triglyceride mit Carponsäure (n-Hexansäure). Der Abbau dieser Fettsäure erfolgt durch ß-Oxidation.
d) Geben Sie an, wie viele und welche Reduktionsäquivalente pro Molekül Capronsäure gebildet werden.
2 FADH2
2 NADH/H+
Milchfett enthält Triglyceride mit Carponsäure (n-Hexansäure). Der Abbau dieser Fettsäure erfolgt durch ß-Oxidation.
e) Geben Sie an, wo in einer eucaryotischen Zelle die Rkt. der ß-Oxidation ablaufen.
Im Mitochondrium
Die Glykolyse kann sowohl unter aeroben, als auch unter anaeroben Bedingungen ablaufen.
a) Erläutern Sie, welche Zellen des Menschen den anaeroben Abbau von Glukose zur Energiegewinnung nutzen.
Muskelzellen, wenn die stark beansprucht werden und zeitweise nicht genug Sauerstoff für die aerobe Energiegewinnung zur Verfügung steht.
Glu. wird zu Lactat abgebaut. Dazu findet zuerst die Glycolse statt, anschließend wird das entstandene Pyyruvat vergährt (Milchsäuresährung). Das In der Glykolyse entstandene NADH/H+ wird hierbei wieder zu NAD+ oxidiert und kann erneut eingesetzt werden.
Die Glykolyse kann sowohl unter aeroben, als auch unter anaeroben Bedingungen ablaufen.
c) Erklären Sie in Allgemeinen, durch welchen Prozess in der anaeroben Glycolyse direkt verwertbare Energie gewonnen wird.
Durch die Abgabe eines Phosphatmoleküls auf ADP -> Substratkettenphosphorilierung -> passiert an 2 Stellen in der Phase der Energiegewinnung.
Die Glykolyse kann sowohl unter aeroben, als auch unter anaeroben Bedingungen ablaufen.
d) Beschreiben Sie alle zu c) zugehörigen Reaktionen der Glykolyse.
-> c) Erklären Sie in Allgemeinen, durch welchen Prozess in der anaeroben Glycolyse direkt verwertbare Energie gewonnen wird.
Rkt. jeweils zweimal pro Molekül Pruvat:
1,3-Bisphosphoglcerat (1,3-bPG) -----ADP^ATP----> 3-Phosphoglycerat (3PG)
Phosphoenolpyruvat (PEP) -----ADP^ATP----> Pyruvat
Bilanz: 2x (ADP + P(i) + NAD+ + Glu.) -----> 2x (2ATP + NADH/H+ +Pyruvat + H2O)
=> Nettogewinn: 2 ATP
Der Citratzyklus ist eine Reaktionsabfolge im Verlauf des aeroben Stoffwechsels.
a) Erläutern Sie, welche zentrale Rolle der Citratzyklus für den gesamten Stoffwechsel spielt.
Katabolismus: Es wird aus AcetylCOA, gewonnen aus Glu. (durch Glycolyse & anschließende Pyruvat.Ox.) und FS (durch ß-Ox.) abgebaut, dabei wird Energie frei, die auf Elektronrncarrier geladen wird oder direkt über Substratkettenphosphrilierung (GTP=ATP) in ATP gespeichert.
Anabolismus: Aus vielen Stoffen aus dem Citartzyklus werden andere Stoffe augebaut. Z.B. aus Oxalacetat & alpha-Ketoglutarat -> AS & Nucleotide, aus Citrat -> FS
Der Citratzyklus ist eine Reaktionsabfolge im Verlauf des aeroben Stoffwechsels.
b) Entwerfen Sie eine Rkt.-Gleichung für den gesamten Citratzyklus, aus der hervorgeht, welche Moleküle in den Zyklus eingespeist werden und welche Endprodukte den Zyklus verlassen.
Pro Molekül AcetylCoA: 3 NAD+ + GDP + P(i) + FAD + 2H2O + AcetylCoA ----> 3NADH/H+ + GTP + FADH2 + 2 CO2 + CoA-SH
Der Citratzyklus ist eine Reaktionsabfolge im Verlauf des aeroben Stoffwechsels.
b) Erläutern Sie die Reaktionen des Citratzykluses, bei denen Reduktionsäquivalente gebildet werden.
1.) Rkt. 3 Isocitat ---NAD+^NADH/H+---^CO2---> alpha-Ketoglutarat
2.) Rkt. 4 alpha-Ketoglutarat ---CoA-SH\---NAD+^NADH/H+---^CO2---> Succinyl-CoA
3.) Rkt. 6 Succinat ---FAD+^FADH2---> Fumarat
4.) Rkt. 8 L-Malat ---NAD+^NADH/H+---> Oxalacetat
Das erste Reduktionsäquivalent (NADH/H+) wird bei der Reaktion (= Ox.) von Isocitrat zu alpha-Ketoglutarat reduziert. Dabei wird CO2 frei.
Das zweite Reduktionsäquivalent (NADH/H+) wird bei der Reaktion (= Ox.) von alpha-Ketoglutarat zu Succinyl-CoA reduziert. Dabei wird CoA-SH eingespeist & CO2 frei.
Das dritte Reduktionsäquivalent (FADH2) wird bei der Reaktion (= Ox.) von Succinat zu Fumarat reduziert.
Das vierte Reduktionsäquivalent (NADH/H+) wird bei der Reaktion (= Ox.) von L-Malat zu Oxalacetat reduziert.
Der Citratzyklus ist eine Reaktionsabfolge im Verlauf des aeroben Stoffwechsels.
b) Erörtern Sie warum der Citratzyklus im Gegensatz zur Glykolyse nicht unter anearoben Bedingungen ablaufen kann.
Da beim Citratzyklus viele Reduktionsäquivalente reduziert werden und nicht ständig neue Reduktionsäquivalente gebildet werden müssen sie irgendwo wieder oxidiert werden bevor sie erneut im Citratzyklus verwendet werden können. Das geschieht beim aeroben Abbau in der Atmungskette (hier wird O2 reduziert). Steht die Atmungskette unter anaeroben Bedingungen nicht zur Verfügung, können die Reduktionsäquivalente nicht oxidiert werden und fallen somit in ihrer Funktion im Citratzyklus aus, dieser fällt als Folge ebenfalls dann aus.
Erläutern Sie den genauen Mechanismus der ATP-Synthese bei der aeroben Energiegewinnung in den Mitochondrien.
In der Ak erden die e-, die die Red.äquiv. gespeichert haben, über eine Kette von Redoxkomplexen weitergegeben.
Dabei geben sie schrittweise iher Energie ab. Diese freiwerdende Energie wird dazu genutzt, Protonen aus der Mt-Matrix in din Intermembranraum (Imr) zu pumpen. -> Es entsteht ein Protonengradient (=> c(e-) im Imr deutlich höher, als in der Matrix). Dadurch ist die Matrix ggü. dem Imr negativ geladen und hat einen höheren pH-Wert, als der Imr.
Das entstandene Konz.-gefälle (Protonengradient) wird zur Erzeugung von ATP über die ATP-Synthase genutzt. Durch dieses Enzym können Protonen entlang des Konz.-gefälle durch die Membran (via Protonenkanal) hindurch & bewirken die Bildung von ATP aus ADP und P(i).
Die eine der beiden UE rotiert durch den Einfluss der Protonen wodurch die Energie aus dem Protonengradienten zur ATP-Synthese genutzt werden kann.
Außerdem kann ATP durch die Substratkettenphosphorilierung gewonnen werden.
Erläutern Sie die unterschiedlichen Lebensweisen eines photoautotrophen u. eines chemoheterotrophen Bakteriums.
photo: Energiegewinnung durch Licht
autotroph: Kohlenstoffquelle = anorganisch
chemo: Energiegewinnung durch Redox-Rkt.
heterotroph: Kohlenstoffquelle = organisch
Erklären Sie, wodurch sich fakultativ anaerobe von obligat anaeroben Bakterien unterscheiden.
Fakultativ anaerobe Bakterien können in Anwesenheit von Sauerstoff überleben, sie nutzen ihn allerdings nicht.
Obligat anaerobe Bakterien überleben in Anwesenheit von Sauerstoff nicht, da es auf sie giftig wirkt.
Beschreiben Sie drei verschiedne Methoden, mit deren Hilfe man die Bakterienzellzahl in einer Flüssigkultur bestimmen kann. Berücksichtigen Sie dabei Vor- & Nachteile der jeweiligen Methoden.
Ausplattieren einer Verdünnungsreihe:
1. Verdünnungsreihe einer B.-Kultur herstellen (9 V-Stufen)
2. V5 - V9 ausplattieren (geeignete Agar wählen, Arbeiten mit Drigalskispatel)
3. Inkubieren
4. Kolonien zählen
Voreteil: Lebendzellzahlbestimmung ; Nachteil: Wartezeit für Ergebnisse = 1 Tag
Messung der OD in einem Photometer:
1. B.-Kultur in Küvette füllen, 2te Küvette = Blanco
2. OD von Blanco messen, dann B.-Kultur-Küvette
Voreteil: Ergebnis sofort verfügbar ; Nachteil: Nur Gesamtzellzahl (d.h. auch tote Z.)
Auszählen einer verdünnten B.-Kultur:
1. Verdünnte B.-Kultur herstellen
2. B.-Kultur anfärben
3. Auf Nb-Zk geben
4. Zellen in den Gq zählen
Voreteil: Ergebnis schnell verfügbar ; Nachteil: Meist nur Gesamtzellzahl bestimmbar
Benennen Sie die einzelnen zu unterscheidenen Wachtumsphasen.
1. Lag-Phase
2. Beschleunigungsphase
3. Log-Phase
4.Verzögerungsphase
5.Stationäre Phase
6. Absterbephase
Sie arbeiten im Labor mit einem E.coli-Stamm, der unter idealen Wachstumsbedingungen eine Generationszeit von 25 min. erricht.Berechnen Sie, wie viele Zellen nach 10 Stunden Kultur unter idealen Bedingungen aus 100 Zellen entstanden sind.
10*60 = 600
600/ 25 = 24
224= 16.777.216 => aus einer Zelle
16.777.216*100= 1.677.721.600 => Ausgang 100 Zellen
ca. 1,7 x 109 Zellen
Geben Sie an, wie Sie die folgenden Lösungen/ Materialien sterilisieren würden:
a) Lborbank, nach dem Verschütten von einer E.coli Kultur
b) 500 mL frisch angesetztes LB-Medium
c) 50 mL frisch angesetztes Medium mit Antibiotikum
d) Becherglas
a) Desinfizieren (nicht serilisieren) mit 70% EtOH
b) Autoklavieren
c) Serilfiltrieren
d) Autoklavieren o. Trockenschrank
Beim Ames-Test wird häufig Leberextrakt zugegeben, weil...