Biochemie
Citratzyklus, Proteinsynthese, etc
Citratzyklus, Proteinsynthese, etc
Kartei Details
| Karten | 140 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Chemie |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 05.01.2021 / 08.02.2021 |
| Weblink |
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Einteilung von Aminosäuren
glykogene AS: werden zu Pyruvat oder anderen Stoffen des Citratzyklus abgebaut
ketogene AS: werden zu Acetyl-CoA oder Acetoacetyl-CoA abgebaut
Gluconeogenese, Definition und Ablauf (grob)
Glucoseneubildung: vom Pyruvat zur Glucose
Glykolyse kann teilweise in beide Richtungen ablaufen, lediglich an drei Stellen, muss etwas verändert werden. Das bedeutet, dass der Körper aus proteinreicher Nahrung bzw. aus AS Glucose herstellen kann.
Gluconeogenese endet meistens beim Glucose-6-Phosphat, da die Glucose durch Diffusion die zelle wieder verlassen kann und dies meist nicht günstig für den Körper wäre.
Wie wird das ATP gebildet und durch was genau?
Durch die ATP-Synthase, ist quasi ein molekularer Motor welcher über einen Protonengradienten angetrieben wird
F0 Teil der ATP Synthase transportiert Protonen durch Rotation und der F1 Teil katalysiert ATP Bildung unterer Pilzteil an mehreren Stellen!!
F0 und F1 ist die Verbindung
Bildung:
ADP plus Phosphatrest -> ATP und H2O
Bauprinzip ATP Synthase
zwei hydrophobe C Untereinheiten (Alpha Helix) haben in der Mitte eine Asparaginsäure.
Negative geladen führt due Asp über eine sterische Wechselwirkung mit der a-Untereinheit dazu, dass die a-Untereinheit sich fest an den C Untereinheiten befinden.
A Untereinheit hat Halbkanäle dort lagern sich positive Protonen an die Negativ geladene Asparaginsäure an, danach ist das Asp neutral und c Ring dreht sich 30 Grad weiter somit kann das Proton in den nächsten Halnkanal wandern
Durch die Drehung wandert es in die Matrix
Wie ist Rotation an ATP Synthese gekoppelt?
y-Untereinheit verbindet c Untereinheit mit alpha und beta Untereinheiten (Pilzform in der Matrix)
DUrch die Konformtionsänderung wird ADP und Phosphat zu ATP konvertiert und durch die Drehung ausgeschleußt
3 Bindungszentren welche durch Drehung nacheinander für ADP und Phosphat geöffnet sind.
1 Schritt Lockere Bindung
2 Schritt Feste Bindung
3 Schritt öffnen
and repeat
Wie wird Aktivierungsenegrie herabgesetzt?
Zum Beispiel ATP Synthase
ADP und Phosphat wird vom Enzym eingefangen und durch zeitliche räumliche Zusammenlagerung also durch Bewegung. Somit läuft es gezielt ab und nicht willkürlich. Energie welche benötigt wird entsteht durch den Protonengradienten.
WIeviel Protonen für ein ATP?
ca. 3 Protonen abhängig von SPezies Mensch 2,7
Wie kommen die einzelnen SToffe zum Beispiel das NADH von der Glykolyse in die Matrix?
Die ganzen SToffe müssen an den beliebigen benötigten Stellen in ausreichender Menge vorhanden sein. Dies geschieht durch Transportvoränge Membranpumpen!
Will er nicht im Detail wissen
Was kann der Citratzyklus alles ?
Zwischenprodukte des Citratzyklus werden u.a. für Fettsäuresynthese, AMinosäuresynthese und Hämsynthese etc benötigt
Regulation des Citratzyklus?
Minus beim Pyruvat Schritt (heißt viel ATP liegt vor )somit wird Pyruvat zu Acetyl-COA gebremst
Was passiet beim Citratzyklus wenn zu viel Glukose vorliegt und somit die ATP Synthese gehemmt wird?
Der Körper reagiert und baut evtl Fettsäuren oder andere Stoffe damit auf. Sehr strategisch
oxidative Decarboxylierung was passiert?
Pyruvat C3 Verbindung wird unter CO2 Abspaltung in Acetyl- Coenzym A umgewandelt also C2 Verbindung
Einteilung der Lipide und deren AUfgaben
Speicherlipide = Energiespeicher
Strukturlipide = Strukturbildung in der biologischen Membran
Ankerlipide (andere Moleküle werden in einer Lipidschicht verankert zum Beispiel Proteine, Zucker)
Funktionslipide = Hormone, Elektronencarrier und Cofaktoren
Sind lipide in Wasser löslich
nein unlöslich
Lipidklassen
Nennen Sie Sterine Sterol
Estrogene = Estradiol
Androgene = Testosteron
Pregane = Cortison
STruktur Fettsäuren
Fettsäuren bestehen aus einer hydrophoben Kohlenwasserstoffkette und einer hydrophilen Carbonsäurefunktion
Wie werden Fettsäuren aufgebaut
Aus den C2 EInheiten (Acetyl-CoA) deshalb immer gerade ANzahl an C ATomen zum Beipiel C10, C12, C18
Nomenklatur gesättigte Fettsäuren IUPAC, Trivial und kurz
IUPAC
1. Suche der längsten Kohlenwasserstoffkette im Molekül also auch das C vom COOH Rest wird gezählt.
2. Griechisches Zahlwort + Endung säure
Nomenklatur ungesättigten Fettsäuren kurz, lang nach IUPAC
1. Man zählt von hinten also vom COOH Rest hier auch wieder das C vom COOH als 1 bis zur ersten Doppelbindung z.B. 9 Stelle
Unterscheidung cis und trans
zb 9 cis Octadecensäure also 18 C ATome en / dien / trien bei einer, zwei oder drei Doppelbindungen
Andere Omega Zählart
CH3 beginnend
Übung ungesättigte Fettsäuren
Was sind essentielle Fettsäuren?
Omega 3 und 6 Fettsäuren können wir nicht selbst synthetisieren und müssen diese über die Nahrung zu uns nehmen.
Was sind Wachse?
Funktion und Eigenschaften
Wachse sind langkettige Alkohole welche mit langkettigen Fettsäureketten verestert wurden.
Sehr viele C2 Einheiten
Funktionen:
Energiespeicher (Plankton)
wasserabweisend Baustoff für Bienen
Wasserabweisende Körperoberfläche (Wasservögel, Blätter)
Eigenschaft
Wasserunlöslich
bei Raumtemp fest Schmelzpunkt bei ca. 60-100 Grad
Was sind Triacylglycerine?
Funktion
3 wertiger Alkohol ist mit 3 Fettsäureketten verestert
Als Öltröpfchen im Cytosol
Funktion:
-Speicherfett
-Isolation gegen Kälte
-Wasserunlöslich -> also kein Hydratwasser leichter als Polysaccharidspeicher!!
gering oxidierte C-Atome -> hoher Energiegehalt (15 bis 20 kg liefert Energie für mehrere Wochen bis Monate)!!!!
Wenn man den Energiespeicher mithilfe von Glykogen anlegen möchte benötigt man ca. das 5fache an Gewicht also 100kg
Goldregenpfeifer :D warum braucht der Energie?
Ist ein Zugvogel er legt bis zu 4000 km über das Meer ohne Nahrung
Er hat Fett eingelagert um dies zu schaffen
Wie ist die Energieverteilung eines Menschen mit 70 kg?
Glukose (Blut) 170 kj
Glykogen (Leber und Muskeln) 2.500 kj
Proteine (Muskulatur) 100.000 kj
Triacylglycerin (subcutan und visceral) 420.000 kj
21 kg Also oben genannte Stoffe und Knochen etc. -> durch die Evolution sehr gut entwickelte Energiekomprimierung
davon 49 kg Wasser (70%) keine Energie
Pottwale haben ein Spermaceti Organ welches ca 4 Tonnen Walratöl produzieren. Wozu dient das Organ
Jagdgebiet der Pottwale in Tiefen jenseits der -1000 Meter
Walratöl bei 37 Grad flüssig (geringe Dichte) und bei kleiner als 31 Grad kristallin (große Dichte)
Also im tiefen Wasser hat es eine höhere Dichte somit muss er keine Energie aufwenden um unten zu bleiben
Regulation von Glykolyse und Gluconeogenese
Glykolyse und Gluconeogenese sind quasi entgegengesetzte Mechanismen und können durch verschiedene Produkte innerhalb des Zyklus gehemmt oder aktiviert werden, je nachdem was der Körper gerade zu viel hat und was er braucht.
Bsp.: Citrat --> kann Glykolyse hemmen und dementsprechend die Gluconeogenese aktivieren
Bsp.: ADP --> kann Glykolyse fördern und Gluconeogenese hemmen
Warum sind die Lipide strukturgebend?
Beispiel!
In einer Phospholipid Doppelschicht sind im inneren hydrophobe und außen hydrophile Bestandteile. Somit strukturgebend der Layer ist beweglich, also können die einzelnen Membranlipide sich auch in der Schicht bewegen (dynamisch),
Ohne Lipide würde der Glykolyse, die Atmungskette etc. nicht funktionieren!!
Wie wird die Blutglucosekonzentration kontrolliert?
durch Glykolyse und Gluconeogenese. Wenn die der Glucosespiegel zu hoch ist, wird Insulin ausgeschüttet, was eine Phosphatase aktiviert.
Membranfunktionen?
Nennen Sie Membrane
Membranen können beliebig verschmelzen
- wichtige Transportfunktion größere Teilchen durch die Plasmamembran bei Exozytose und Endozytose
- wichtige Transportfunktion innerhalb der Zelle
- für Ionen und polare Moleküle weitgehend undurchlässig
-Wasser kann relativ leicht passieren
-Im Labor kann man die Leitfähigkeit messen, somit hat man herausgefunden das Natrium und Kalium länger braucht als Wasser um hindurch zu diffundieren
Zellkernmembran, Mitochondrialen Membran usw
Wo wird der Schmelzpunkt reguliert?
mehr gesättigte Fettsäuren führt zu einer höheren Dichte also einen höheren Schmelzpunkt
niedrigere Temp dann muss die Membran beweglich bleiben also hoher Anteil an ungesättigten Fettsäuren (diese haben einen tieferen Schmelzpunkt)
Wirkungsweise von Insulin und Glucagon
Insulin senkt die Blutzuckerkonzentration und Glucagon erhöht ihn.
Insulin aktiviert Phosphatase, welche ein multifunktionelles Enzym (PFK-2/FBPase-2) dephosphoryliert (eine Phosphatgruppe entfernt). Kinase-Teil von PFK-2/FBPase-2 wird aktiv, was dazu führt, dass in der Glucolyse aus Fructose-6-Phosphat Fructose-2,6-bisphosphat gebildet wird.
Glucagon aktiviert den Phosphatase-Teil von PFK-2/FBPase-2, was dazu führt, dass Fructose-2,6-bisphosphat wieder zu Fructose-6-phosphat wird.
Fett für Energie und Stoffwechselprodukte
Abbau bis zu C2 Fragmenten (Acetyl CoA -> Citratzyklus
Aufbau aus C3 Fragmenten (Malonylgruppen) unter CO2 Abspaltung
Energiebilanz bei der Erzeugung aus C16 Palmitat
WIe viel ATP kann der Körper daraus herstellen
106 ATP
Was sind Enzyme?
ENZYME sind Proteine, die biologische Reaktionen beschleunigen (biochemischer Katalysator)
-können pro Enzymmolekül bis zu hunderttausende Moleküle pro Sekunde umsetzen
-werden nicht verändert
-sind aber empfindlich (Temperatur, pH Bereiche, Substratkonzentration, Inhibitoren)
WO werden Enzyme eingesetzt?
Bier, Wein Käse Brot Produktion
Papierherstellung
Lederherstellung
Zahnpasta
ohne ENzyme würde sehr viel fehlen eigentlich alle verarbeiteten LM im Supermarkt
Jeans Biotreibstoff
Waschmittel!!!
Aufbau PFK-2/FBPase-2
besteht aus zwei Teilen
1. hat Kinase-Aktivität, kann also andere Proteine phosphorylieren
2. hat Phosphatase-Aktivität, kann also dephasphorylieren
ist das Enzym selbst phosphoryliert, hat es Phosphatase-Aktivität. Ist es selbst dephosphoryliert, dann hat es Kinase-Aktivität
Was ist an Enzymen so besonders
beschleunigen Reaktionen um den Faktor Billiarden also 10^17
umweltfreundlich bio. abbaubar
milde Reaktionsbed. pH 5-8 20 bis 40 Grad in der Regel. Natürlich höher und niedriger
meist in wässriger Lösung anwendbar
können hochspezifisch sein
können aber auch mit vielen Ausgangsstoffe zurechtkommen
7 biochemische Klassen Klassen von ENzymen
