Biochemie: Glykolyse und Coenzyme
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Questions and Answers

Was sind die Edukte der Glykolyse?

  • Glucose, NADH, ATP und Wasser
  • Fructose, 2 ATP, NADH und Wasser
  • Glucose, 2 NAD+, 2 ADP und 2 P (correct)
  • 2 Pyruvat, 2 H2O und ATP

    • Welche GLUT-Transporter sind insulin-unabhängig und was charakterisiert sie?

  • GLUT 3 und GLUT 4, beide mit konstanter vmax.
  • GLUT 2 und GLUT 1, beide mit hohem Km.
  • GLUT 1 und GLUT 4, beide mit hoher Affinität.
  • GLUT 1 und GLUT 3, beide mit niedrigem Km. (correct)

    • Wie viel ATP wird netto durch die Glykolyse gewonnen?

  • Es wird kein ATP gewonnen.
  • Der Nettogewinn beträgt 4 ATP.
  • Der Nettogewinn beträgt 6 ATP.
  • Der Nettogewinn beträgt 2 ATP. (correct)

    • Welche Aussage über die Hexokinase-Reaktion ist zutreffend?

    <p>Die Hexokinase-Reaktion ist wichtig für die Physiologie der Hexosen.</p> Signup and view all the answers

    Welches Produkt entsteht NICHT aus der Glykolyse?

    <p>Laktat</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Enzyme ist nicht an der Glykolyse beteiligt?

    <p>Lipase</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Schritte ist Teil der Vorbereitungsstufe der Glykolyse?

    <p>Investition von 2 ATP</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion haben Coenzyme in der Stoffwechselreaktion?

    <p>Sie helfen bei der Übertragung von Elektronen oder Gruppen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Ergebnis der Aldolspaltung in der Glykolyse?

    <p>Umwandlung einer Hexose in zwei Triosen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion der Pyruvatkinase in der Glykolyse?

    <p>Transfer eines Phosphats auf ADP</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Enzyme spielt eine Rolle in der ATP-Gewinnung durch Substratkettenphosphorylierung?

    <p>Pyruvatkinase</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Lactatdehydrogenase ist korrekt?

    <p>Es katalysiert die Reduktion von Pyruvat zu Lactat.</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine der Hauptfolgen eines Mangels an Pyruvatkinase?

    <p>Erhöhte Lactatkonzentration in der Blutbahn</p> Signup and view all the answers

    Was entsteht bei der Umwandlung von Pyruvat durch die Lactatdehydrogenase?

    <p>Lactat und NAD⁺</p> Signup and view all the answers

    Wie wird Lactat in der Leber verwendet?

    <p>Zur Synthese von Glukose</p> Signup and view all the answers

    Welche Form der Vererbung tritt bei einem Mangel an Pyruvatkinase auf?

    <p>Autosomal-rezessiv</p> Signup and view all the answers

    Welches von den folgenden Enzymen regeneriert NAD⁺ während der Glykolyse?

    <p>Lactatdehydrogenase</p> Signup and view all the answers

    In welchen Situationen ist die Umwandlung von Pyruvat zu Lactat besonders wichtig?

    <p>Bei anaeroben Bedingungen</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Reaktionen wird wettbewerbshemmend durch erhöhte ATP-Spiegel beeinflusst?

    <p>Reaktion der Phosphofructokinase</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt nicht die Rolle von Coenzymen in Stoffwechselreaktionen?

    <p>Coenzyme können als Katalysatoren fungieren.</p> Signup and view all the answers

    Welcher GLUT-Transporter ist spezifisch für die Aufnahme von Glucose in Nervenzellen?

    <p>GLUT 3</p> Signup and view all the answers

    Was umfasst die Vorbereitungsstufe der Glykolyse nicht?

    <p>Produktion von Pyruvat</p> Signup and view all the answers

    Wie viel Nettogewinn an ATP erfolgt in der Glykolyse?

    <p>2 ATP</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Glykolyse ist nicht zutreffend?

    <p>Die Glykolyse benötigt keine NAD+-Moleküle.</p> Signup and view all the answers

    Welches Produkt entsteht nicht während der Glykolyse?

    <p>Lactat</p> Signup and view all the answers

    Was ist die physiologische Bedeutung der Hexokinase-Reaktion?

    <p>Sie phosphoryliert Glucose zu Glucose-6-phosphat.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Stoffwechselweg verknüpft die Glykolyse mit dem Citratzyklus?

    <p>Pyruvatoxidation</p> Signup and view all the answers

    Welche Form der Isomerisierung tritt in der Glykolyse nicht auf?

    <p>Umwandlung von Glucose in Galactose</p> Signup and view all the answers

    Welche Bedeutung hat der Km-Wert der GLUT-Transporter?

    <p>Er beschreibt die Affinität des Transporters für Substrate.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion der Pyruvatkinase in der Glykolyse?

    <p>Übertragung eines Phosphats auf ADP</p> Signup and view all the answers

    In welchen Organen kommt die Lactatdehydrogenase häufiger vor?

    <p>Muskeln und roten Blutkörperchen</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit Pyruvat unter Bedingungen von Sauerstoffmangel?

    <p>Es wird zu Lactat reduziert.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über den ATP-Gewinnungsprozess in der Glykolyse ist korrekt?

    <p>Es gibt auch eine Substratkettenphosphorylierung.</p> Signup and view all the answers

    Was sind die möglichen Folgen eines PCR-Mangels?

    <p>ATP/Energiemangel in Erythrozyten.</p> Signup and view all the answers

    Welche Reaktion ist das Ergebnis der Milchsäuregärung?

    <p>Pyruvat + NADH + H⁺ → Lactat + NAD⁺</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat Lactat, nachdem es in der Leber assimiliert wurde?

    <p>Es wird in Glukose umgewandelt.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn die Aktivität der Lactatdehydrogenase erhöht wird?

    <p>Die Umwandlung von Pyruvat in Lactat steigt.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Aspekt des Mangel an Pyruvatkinase ist korrekt?

    <p>Es ist ein häufiger angeborener Defekt der Glykolyse.</p> Signup and view all the answers

    Welches Produkt entsteht bei der Umwandlung von Glukose während der Glykolyse?

    <p>Pyruvat</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Coenzyme

    • Organische Verbindungen, jedoch keine Proteine
    • Sie besitzen keine katalytische Aktivität
    • Gehen aus der Reaktion unverändert hervor
    • Übertragen Elektronen, Wasserstoff, chemische Gruppen oder Energie in Form von ATP
    • Verschiedene Enzyme können ein und dasselbe Coenzym verwenden
    • Können Stoffwechselreaktionen miteinander verknüpfen

    Glykolyse

    • Prozess der Energiegewinnung in Form von ATP
    • Liefert Bausteine für die Biosynthese
    • Findet in jeder Zelle im Zytosol statt
    • Ausgangsstoffe: Glucose, NAD+, ADP und Phosphat (P)
    • Endprodukte: NADH/H+, Pyruvat, ATP und Wasser
    • Nettogewinn von 2 ATP pro Glucose-Molekül
    • Glucose-Aufnahme in die Zellen:
      • GLUT2 in Hepatozyten (insulinunabhängig)
      • GLUT1 in Erythrozyten, Endothelzellen, Astrozyten (insulinunabhängig)
      • GLUT3 in Neuronen (insulinunabhängig)
    • GLUT1 und GLUT3 haben eine hohe Affinität und aufnehmen Glucose zuerst, selbst bei geringen Konzentrationen
    • Die Glykolyse ist in zwei Stufen aufgeteilt:
      • Vorbereitungsstufe: 2 ATP werden investiert
      • Ertragsstufe: 4 ATP werden gewonnen (Nettogewinn 2 ATP)

    Hexose-Phase

    • Physiologische Bedeutung der Hexokinase-Reaktion:
      • Die Hexokinase katalysiert die Phosphorylierung von Glucose zu Glucose-6-Phosphat. Dieser Schritt ist essentiell, da er die Glucose in der Zelle "einschließt" und die Konzentration des freien Zuckers senkt, wodurch die Glucose-Diffusion aus der Zelle verhindert wird.
    • Glucose und Fructose sind Hexosen (Isomere, gleiche Summenformel, andere Anordnung)
    • Aldolspaltung: Hexose wird zu 2 Triosen gespalten
    • Isomerisierung: Ketotriose wird zu Aldotriose

    Ertragsstufe 1: Substratkettenphosphorylierung

    • Reaktion zum energiereichen Zwischenprodukt: Oxidation von Glycerinaldehyd-3-Phosphat (GAP)
    • Energiereiches Zwischenprodukt: gemischtes Säureanhydrid
    • Transferreaktion: Übertragung des Phosphorylrests auf ADP
    • Der Aldehyd wird oxidiert zur Säure. Diese Reaktion stellt die Energie für die Übertragung eines Phosphats auf das ADP in der nächsten Reaktion bereit: ADP wird zu ATP!
    • Dieser Schritt liefert die ersten 2 ATP der Glykolyse.

    Ertragsstufe 2: Dehydratation

    • Reaktion zum energiereichen Zwischenprodukt: Dehydratation des 2-Phosphoglycerats
    • Energiereiches Zwischenprodukt
    • Transferreaktion: Übertragung des Phosphorylrests auf ADP durch das Enzym Pyruvatkinase (PK)
    • Defekte der Pyruvatkinase sind häufigste angeborenen Defekte der Glykolyse
    • Seltene, autosomal-rezessiv vererbte Erkrankung
    • Verminderte PK-Aktivität führt zu ATP/Energiemangel in Erythrozyten

    Hexokinase (HK), Phosphofructokinase (PFK) und Pyruvatkinase (PK)

    • Schlüsseldrucke der Glykolyse
    • PK ist das letzte Enzym der Glykolyse
    • PK katalysiert die Umwandlung von Phosphoenolpyruvat (PEP) zu Pyruvat und erzeugt gleichzeitig ATP.
    • Die Reaktion der PK ist für die Regulation der Glykolyse entscheidend.

    Energiereiches Zwischenprodukt und Transferreaktion

    • Energiereiches Zwischenprodukt wird zu energieärmeren Produkten umgewandelt
    • Die Übertragung des energiereichen Phosphatrests auf ADP ist ein wichtiger Schritt zur ATP-Produktion in der Glykolyse.

    Lactatdehydrogenase (LDH)

    • Katalysiert die Reduktion von Pyruvat zu Lactat unter Verwendung von NADH
    • Wichtiges Enzym in Muskeln und roten Blutkörperchen
    • Regeneriert NAD+ und hält den glykolytischen Weg bei Sauerstoffmangel aufrecht
    • Lactat kann später in der Leber in Glucose umgewandelt werden

    Milchsäuregärung

    • Auch als Lactat-Fermentation bekannt
    • Gewinnung von ATP durch Substratkettenphosphorylierung
    • Durch Bildung von Lactat wird NAD+ regeneriert
    • Das Enzym ist die LDH (Lactatdehydrogenase)

    Weitere Stoffwechselschritte von Lactat

    • Lactat-Oxidation
    • Gluconeogenese in der Leber

    ### Coenzyme

    • Organische Verbindungen, keine Proteine
    • Keine katalytische Aktivität
    • Gehen aus der Reaktion unverändert hervor
    • Übertragen Elektronen (Wasserstoff), chemische Gruppen oder Energie (ATP)
    • Als Co-Substrate werden sie von mehreren verschiedenen Enzymen umgesetzt
    • Sie können Stoffwechselreaktionen verknüpfen

    Energiegewinnung (ATP) und Biosynthese

    • Lieferung von Bausteinen für die Biosynthese
    • Glykolyse kann in jeder Zelle im Zytosol ablaufen

    ### Glykolyse - Edukte und Produkte

    • Edukte: Glucose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 P
    • Produkte: 2 NADH/H+ + 2 Pyruvat + 2 ATP + 2 H2O (netto Gewinn 2 ATP)

    ### Glucose-Aufnahme in Zellen

    • Durch Glucose Transporter (GLUT)
    • GLUT 2 in Hepatozyten --- insulinunabhängig
    • GLUT 1 in Erythrozyten, Endothelzellen, Astrozyten --- insulinunabhängig
    • GLUT 3 in Nervenzellen --- insulinunabhängig

    ### GLUT 1 und GLUT 3 - Hohe Affinität

    • Kleiner Km Wert
    • Hohe Affinität zu Glucose
    • Arbeiten mit maximaler Geschwindigkeit (vmax)
    • Diese Zellen erhalten die Glucose zuerst, auch bei niedriger Konzentration

    ### Vorbereitungsstufe der Glykolyse

    • Es werden zunächst 2 ATP investiert

    ### Ertragsstufe der Glykolyse

    • 4 ATP werden gebildet (Nettogewinn = 2 ATP)

    ### Hexose Teil der Glykolyse

    • Glucose und Fructose sind Hexosen (Isomere)
    • Gleiche Summenformel, aber unterschiedliche Anordnung
    • Aldolspaltung: Hexose wird in 2 Triosen gespalten
    • Isomerisierung: Ketotriose wird in Aldotriose umgewandelt

    ### Ertragsstufe I: 1. Substratkettenphosphorylierung

    • Reaktion zum energiereichen Zwischenprodukt (Oxidation des GAPs)
    • Energiereiches Zwischenprodukt: Gemischtes Säureanhydrid
    • Transferreaktion: Übertragung des Phosphorylrests auf ADP

    ### Reaktion zum energiereichen Zwischenprodukt: Dehydratation des 2-Phosphoglycerats

    • Energiereiches Zwischenprodukt
    • Transferreaktion: Übertragung des Phosphorylrests auf ADP --- katalysiert durch Pyruvatkinase (PK)
    • Häufigster angeborener Defekt der Glykolyse
    • Seltene Erkrankung
    • Autosomal-rezessiv vererbarer Mangel
    • Verminderte PK-Aktivität —> ATP/ Energiemangel in Erythrozyten

    ### Schlüsselenzyme der Glykolyse

    • HK: Hexokinase
    • PFK: Phosphofructokinase
    • PK: Pyruvatkinase

    ### Energiereiches Zwischenprodukt und Transferreaktion

    • Energiereiches Zwischenprodukt —> Transferreaktion —> energieärmeres Produkt
    • ATP wird durch Substratkettenphosphorylierung gewonnen

    ### Lactatdehydrogenase (LDH)

    • Katalysiert die Umwandlung von Pyruvat zu Lactat
    • Kommt in verschiedenen Geweben vor, z. B. Muskeln und roten Blutkörperchen
    • Wichtig bei Sauerstoffmangel oder intensiver körperlicher Aktivität, da NAD+ regeneriert wird
    • Lactat kann später in der Leber in Glukose umgewandelt werden

    ### Milchsäuregärung

    • ATP-Gewinnung durch Substratkettenphosphorylierung
    • NAD+ wird durch Bildung von Lactat regeneriert
    • Das Enzym ist die LDH (Lactatdehydrogenase)

    ### Lactat-Stoffwechsel

    • Lactat-Oxidation
    • Gluconeogenese (nach Aufnahme in die Leber)

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