Biochemie - Metabolismus Prüfungsfragen

Pyruvat wird durch Pyruvatdecarboxylase zu Acetaldehyd und danach unter NADH Verbrauch durch Alkoholdehydrogenase zu Ethanol.

Phosphorylase: Abspaltung von Glucose von Glycogen mittels Phosphorolyse (Spaltung durch anorg. Phosphat) als Glucose-1-P

Phosphotase: Hydrolytische Spaltung von gebundenem Phosphat.

Glycogenabbau: Adrenalin, Glucagon

Glycogenaufbau: Insulin

Steroidhormone genügend fettlöslich, um spontan durch die Membran zu diff., an cyt. Rezeptoren binden, die in den Kern wandern und der Komplex wirkt direkt als Transkriptionsfaktor.

Peptidhormone können nicht in die Membran diff. und binden an Rezeptormoleküle in der Plasmamembran, die ihre Konformation ändern, wodurch eine Signalkaskade im Cytosol ausgelöst wird. Es gibt folgende Rezeptoren:

Kinase-Rezeptoren, deren cytosolische Domäne aktiviert wird, zB. als Proteinkinase

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren: Aktivierung eines trimeren G-Protein, welches die Produktion eines second messengers induziert.

• second messenger
• proteine
  • Enyzme, die second messenger produzieren
  • Proteinkinasen und -phosphatasen, die aktiviert werden
  • G-Proteine, die aktiviert werden, wodurch diese wiederum ein Zielprotein binden und aktivieren oder inakt.

• Steroidrezeptoren im Cytosol und Zellkern
• Regulierte Ionenkanäle
• Tyrosinkiniase-REzeptoren, eine cytosolische Domäne wird aktiv
• G-Protein-abhängige Rezeptoren: die ein trimeres G-Protein aktivieren, welches die Produktion eines second messengers induziert.

• Hormonbindungsdomäne
• DNA-Bindungsdomäne für spezifische Promotorsequenzen
• Effektordomäne, die die Transkription des Genes stimuliert.

Progesteron, Testosteron

Durch die Na+/K+-ATPase. Dadurch werden 3 Na+ exportiert und 2 K+ importiert, was netto zu einem chemischen Gradienten führt (mehr Na aussen als innen) und elektrischer Spannung (innen negativ -0.7 mV)

nicotinische Acetylcholin-Rezeptor. Dieser befindet sich an der post-synaptischen Membran. Durch Bindung von Acetylcholing oder Nicotin an den Rezeptor, verändert dieser seine Konformation, wodurch Na+, K+ und Ca2+ passieren können. Durch das Einfliessen von Na+ und Ca2+ ändert sich die Membranspannung und spannungsabhängige Na-Kanäle werden geöffnet und verstärken die Depolarisation. Ab einer gewissen Depolarisation öffnen sich K-Kanäle, wodurch die Membran repolarisiert wird. Dadurch wandert eine Aktionspotential entlang der Membran bis zur Synapse, wo...

Insulinrezeptor in der Plasmamembran. Insulin wird von den Inselzellen des Pankreas bei hohem Blutzucker sekretiert und stimuliert:

• Aufnahme von Glucose in Leber, Muskel und Fettszellen (Glucosetransporter werden stimuliert)
• Glycogensynthese (Glycogensynthase wird stimuliert)
• Glykolyse wird stim. (PFK2 hoch --> PFK stim) und prod. von Acety-CoA (Pyruvatdehydrogenase)
• Fettsäuresynthese (Acetyl-CoA-Caroboxylase)

hemmt Glycogenabbau

• kleine lösliche Hormone: Adrenalin, Acetylcholin
• peptidhormone: Insulin, Vasopressin (reguliert Wasserhaushalt im Körper)
• Steroide: Testosteron, Progesteron.

Kinasetyrosinrezeptor.

Insulin bindet an den Rezeptor in der Plasmamebran --> aktivierung durch konformationsänderung im cytosolischen Teil --> IRS-1 wird Phosphoryliert und dadurch aktiviert.

Von hier aus gibt es drei mögliche Wege für P-IRS-1

1. P-IRS-1 löst eine Signalkaskade aus (Bindung von Proteinen und Phosphorylierungen) bis MAPK phosphoryliert wird, in den Zellkern wandert und dort Transkriptionsfaktoren phosphoryliert und aktiviert --> Proteine zum Wachstum
2. P-IRS-1 löst eine Signalkaskade aus, wo GSK3 am Ende phosphoryliert wird, wodurch diese inhibiert wird. Da GSK3 die Glycogensynthase hemmt wird durch Insulin im Endeffekt die Glykogensynthese verstärkt.
3. erhöhte Glucoseaufnahme

An einem G-protein-abhängigen-Rezeptor

Adrenalin bindet an den Rezeptor, welcher in der Plasmamembran sitzt --> Konformationsänderung --> wirkung als GEF (guanine-exchange-factor) und tausch das GDP von einem trimeren G-Protein mit einem GTP aus --> trimeres G-Protein zerfällt in Ga-GTP und Gby --> Ga-GTP bindet an Adenylatcyclase --> ATP in cAMP und PP umgewandelt --> cAMP bindet erhöht die Aktivität der PKA --> Glycogenabbau stimuliert

ErbB ist ein Onkogen, welches eine verkürzte Form des EGF-Rezeptor (epidermal growth factor) codiert. Der Rezeptor ist ein Transmembranprotein mit einem cyt. Tyrosinkinasedomäne. Diesem Rezeptor fehlt der Ligandbindungsdomäne, wodurch diese Tyrosinkinase hormonunabhängig aktiv ist und Zellwachstum permanent stimuliert.
 

1. Allosterische Regulation
2. Verschiedene Enzymformen (Isoenzyme) Regulation der Reaktion an verschiedenen Orten, z.B, mitochondriales und cytosolisches PEPcarboxykinase
3. Reversible kovalente Modifikation, am häufigsten durch Phosphorylgruppe
4. Proteolytische Aktivierung, irreversible Umwandlung in aktive Form, z.B. Verdauungsenzym Trypsin
5. Regulation der vorhandenen Enzymmenge, durch Transkription

• hydrophober effekt (Wasserentropie). Im denat. Zustand ordnen sich die Wassermoleküle um die hydrophoben Teile. Dieser geordnete Zustand wird aufgehoben, wenn das Protein im nativen Zustand ist
• Bildung von hydrophoben Inneren, VdWW, H-Brücken, Salzbrücken.
   

Cytochrom c  in seiner ox. Form und Q in der reduzierten Form
 

farbige Protein mit einem eisenhaltigen Häm, die als Redoxvermittler fungieren.

NADH --> NADH-Q-Reductase --> QH2 --> Cytochromreductase --> Cytochrom c --> cytochromoxidase --> O2

• Enzymkomplexe
• grössere Strukturen
• Allosterie

• allosterie
• kompetitive Hemmung (molekül bindet an active site, ist aber kein Substrat)

Acyl-Carrier-Protein, Fettsäurebiosynthese, Cytosol

Chlorophyll, b-Carotin

Malatenzym, Pentosephosphatweg.

Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid

IP3, inositol-trisphosphat

Plastochinon, Plastocyanin und Ferredoxin

Die Konformationsänderung zum Öffnen und Schliessen dieser Kanäle wird durch die Änderung des Membranpotentials ausgelöst.

Synthese von Ribose, was der Vorläufer von DNA und RNA ist. Wichtigste Mechanismus zur Gewinnung von NADPH.

Er beschreibt den Kreislauf von Glucose und seinen Abbauprodukten zwischen dem Skelettmuskel und der Leber.

starke Muskeltätigkeit --> partiell anaerobe Bedingungen --> pyruvat zu lactat abgebaut --> lactat via Blutbahn zur Leber, wo dieses genutzt wird zur Gluconeogenese. Die Glucose wird dann in den Blutstrom entlassen und wieder in Muskelzellen aufgenommen zur Glykolyse.
 

Insulin binden an den Transmembranen Insulinrezeptor, wodurch die Tyrosinkinase-Domäne aktiviert wird, welches das Insulinrezeptorsubstrat IRS-1 durch phosphorylierung aktiviert. das Signal wird weiter gegeben durch die Bindung an grb. Dieses Substrat wird inaktiviert durch die Endocytose von Insulin mitsamt dem Rezeptor und anschliessendem Abbau im Lysosom.

Alle mit einer Hydroxygruppe:

Tyr, Thr, Ser.

siehe Bild

Insulin-Rezeptor: Tyrosin-Kinase-Rezeptor. Substratproteine werden phosphoryliert und dadurch aktiviert.

Adrenalin-Rezeptor: G-Protein-gekoppelter Rezeptor. aktiviert trimeres G-Protein durch Austausch von GDP mit GTP. G_a-GTP dissoziiert vom G_by-Teil. G_a-GTP bindet an anderem Enzym (z.B. Adenylatcyclase) und aktiviert dieses bis GTP wieder zu GDP und P zerfällt und G_a-Einheit vom Protein wieder dissoziiert.