Biochemische Reaktionsmuster
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Questions and Answers

Was besagt der Energieerhaltungssatz in einem abgeschlossenen System?

  • Die innere Energie nimmt immer zu.
  • Energie kann nur in Wärme umgewandelt werden.
  • Die innere Energie bleibt konstant. (correct)
  • Die innere Energie kann beliebig wechseln.

    • Welche der folgenden Aussagen beschreibt ein geschlossenes System?

  • Es findet ein Austausch von Energie, aber nicht von Materie statt. (correct)
  • Es findet kein Austausch von Energie oder Materie statt.
  • Es gibt einen freien Austausch von Energie und Materie.
  • Es ist vollständig isoliert von seiner Umgebung.

    • Welche Rolle spielt die Entropie in einem abgeschlossenen System?

  • Sie kann nur in offenen Systemen zunehmen.
  • Sie nimmt in einem abgeschlossenen System immer zu. (correct)
  • Sie bleibt konstant während spontaner Prozesse.
  • Sie nimmt in einem geschlossenen System ab.

    • Welche Aussage ist korrekt bezüglich (bio)chemischer Reaktionen?

    <p>Sie können nur ablaufen, wenn sie energetisch möglich sind.</p> Signup and view all the answers

    Was ändert die innere Energie U eines Systems?

    <p>Austausch von Wärme Q und Arbeit W mit der Umgebung.</p> Signup and view all the answers

    Was wird aus Glycerinaldehyd-3-phosphat und Dihydroxyacetonphosphat durch eine Aldoladdition gebildet?

    <p>Fructose-1,6-bisphosphat</p> Signup and view all the answers

    Welches Coenzym ist typischerweise an der Carboxylierung beteiligt?

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

    Was geschieht bei der Decarboxylierung?

    <p>Eine Carboxylgruppe wird abgespalten.</p> Signup and view all the answers

    Was ist erforderlich für die Neubildung einer C-C-Bindung bei der Carboxylierung?

    <p>Energie aus ATP</p> Signup and view all the answers

    Was entsteht bei der Decarboxylierung aus einer negativ geladenen Carboxylgruppe?

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

    Welche Substanz wird durch das Enzym Biotin bei der Carboxylierung gebildet?

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

    Was ist das Resultat eines nucleophilen Angriffs bei der Aldoladdition?

    <p>Bildung einer Ketohexose</p> Signup and view all the answers

    Was behandelt die Thermodynamik?

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

    Was passiert in einer Anschlussreaktion?

    <p>Die Produkte werden schnell weiter umgesetzt.</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Möglichkeit, eine endergone Reaktion energetisch zu koppeln?

    <p>Durch die Spaltung von ATP.</p> Signup and view all the answers

    Welche Verbindung stellt eine energiereiche Bindung dar?

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

    Wie werden Thioester gebildet?

    <p>Durch die Reaktion eines Thiols mit einer Säure.</p> Signup and view all the answers

    Welches Vitamin ist notwendig für die Bildung von Coenzym A?

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

    Welche der folgenden Verbindungen ist kein Ester?

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

    Woraus besteht ein gemischtes Anhydrid?

    <p>Aus zwei verschiedenen Säuren.</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet die Formel $ΔG = ΔG_{0} + RT ln \frac{[C] \cdot [D]}{[A] \cdot [B]}$ für die Reaktion?

    <p>Sie stellt eine Bedingung dar, bei der $ΔG$ negativ werden kann.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Gleichgewichtskonstante K in einer chemischen Reaktion?

    <p>Das Verhältnis der Gleichgewichtskonzentrationen von Edukten und Produkten.</p> Signup and view all the answers

    Unter welchen Bedingungen sind die Standardbedingungen für biochemische Reaktionen definiert?

    <p>pH = 7, Konzentration = 1 mol/l</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit der Gibbs Energie DG, wenn sich mehr Produkte bilden?

    <p>DG wird negativer, die Reaktion wird exergon.</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet eine positive Gibbs Energie DG° für eine chemische Reaktion?

    <p>Die Reaktion ist endergon und kann nicht ohne zusätzliche Energie ablaufen.</p> Signup and view all the answers

    Wie kann die Gibbs Energie unter Standardbedingungen gemessen werden?

    <p>Durch Messung der Konzentrationsverhältnisse im Gleichgewicht.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt das Gleichgewicht einer reversiblen chemischen Reaktion?

    <p>Die Geschwindigkeiten der Hin- und Rückreaktion sind gleich.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit der Gibbs Energie einer Reaktion, wenn sie exergon ist?

    <p>Die Gibbs Energie ist negativ, die Reaktion kann spontan ablaufen.</p> Signup and view all the answers

    Welches Ergebnis zeigt das Reaktionsdiagramm einer exergonen Reaktion?

    <p>Die Edukte haben eine höhere Energie als die Produkte.</p> Signup and view all the answers

    Was entsteht durch die Kondensation eines Aldehyds oder Ketons mit einem primären Amin?

    <p>Schiff'sche Basen</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt Pyridoxalphosphat in der Bildung von Schiff'schen Basen?

    <p>Es ist ein Coenzym, das mit Aminosäuren Schiff'sche Basen bildet.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit Schiff'schen Basen bei der Hydrolyse?

    <p>Sie zerfallen in Aldehyd/Keton und Amin.</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Elemente ist an der Bildung einer Schiff'schen Base beteiligt?

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

    Welche der folgenden Reaktionen zeigt nicht eine Aldolreaktion?

    <p>Kondensation eines Aldehyds mit einem primären Amin</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Ergebnis der Amadori-Umlagerung?

    <p>Irreversible Modifikation zu einem Keton</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Aldolreaktion im Körper genutzt?

    <p>Zur Knüpfung neuer C-C-Bindungen.</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet 'glykierung eines Proteins'?

    <p>Die chemische Verbindung von Zucker mit Proteinen.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Begriff 'Aktivierung der Fettsäure'?

    <p>Bildung eines Thioesters durch Übertragung des Acylrestes auf CoA</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül wird schnell gespalten, um die energetische Reaktion zu treiben?

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

    Was geschieht während der Übertragung des Acylrestes auf CoA?

    <p>Spaltung der Säureanhydridbindung</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet 'gemischtes Säureanhydrid' in Bezug auf Fettsäuren?

    <p>Es ist eine Kombination aus einer Carbonsäure und einer Phosphorsäure.</p> Signup and view all the answers

    Was erklärt die energetischen Eigenschaften des Thioesters?

    <p>Thioester sind energetisch reicher als Ester.</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit der freien Standardenergie bei der hydrolytischen Spaltung von Phosphatverbindungen?

    <p>Es wird Energie frei, die die Reaktion antreibt.</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Moleküle bildet zwei Esterbindungen mit Phosphorsäure?

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

    Was charakterisiert Coenzym A (CoA)?

    <p>Es spielt eine Rolle im Fettsäurestoffwechsel.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Biochemische Reaktionsmuster

    • Heterocyclen: Fünf- oder Sechsringe mit einem oder zwei Stickstoffatomen.
    • Kondensation und Hydrolyse: Kondensation verbindet zwei Moleküle unter Abspaltung eines anderen Moleküls (oft H₂O); Hydrolyse spaltet eine Verbindung durch Reaktion mit Wasser.
    • Ester: Verbindung aus Alkohol und Säure (z.B. Carbonsäure).
    • Amide und N-Acetylierung: Verbindung aus Carbonsäure und Amin. Acetylgruppe ist der Essigsäurerest.
    • Hydratisierung/Dehydratisierung: Hydratisierung fügt Wasser hinzu; Dehydratisierung entfernt Wasser.
    • Schiff'sche Basen (Imine): Reaktion von Aldehyd oder Keton mit primärem Amin.
    • Pyridoxalphosphat: Abgeleitet von Vitamin B6, spielt Rolle bei Reaktionen mit Aminosäuren.
    • Aldolreaktionen: Knüpfung neuer C-C-Verbindungen durch nucleophilen Angriff eines Carbanions auf den Aldehyd.
    • Carboxylierung: Hinzufügen einer Carboxylgruppe (z.B. an Pyruvat). Benötigt ATP und Biotin.
    • Decarboxylierung: Entfernen einer Carboxylgruppe (z.B. von Aminosäuren).
    • Thermodynamik: Energieumwandlungen in Systemen (abgeschlossen, geschlossen, offen).
    • Energiereiche Verbindungen: Säureanhydride, Thioester, Coenzym A; wichtige Energiequellen.
    • Phosphorsäureester: Verbindungen mit Phosphorsäure. Wichtig in Nukleotiden.
    • Glucose-6-phosphat: Ergebnis der Reaktion von Glucose und Phosphat.
    • Phosphoglycerine: Phosphatidylcholin ("Lecithin") und zwei Phosphorsäureester. Eine wichtige Verbindung in Fetten.
    • Weitere Reaktionen, z.B.: Serin, Threonin und Tyrosin Phosphorylierung. Schwefelsäureester (z.B. Glykosaminoglykane, Sphingolipide).

    Amide

    • Bildung: Kondensationsreaktion einer Carbonsäure mit einem primären, sekundären oder tertiären Amin.
    • Beispiele: Asparaginsäure, Asparagin, Glutaminsäure, Glutamin.

    Ceramide

    • Struktur: Fettsäure und Sphingosin, verbunden durch Amidbindung.
    • Funktion: Grundbausteine von Sphingolipiden.

    N-Acetylierung

    • Definition: Bildung eines Amids durch Reaktion einer Aminogruppe mit einer Acetylgruppe.
    • Beispiele: N-Acetylglucosamin, Acetyllysin.

    Hydratisierung

    • Definition: Addition von Wasser an ein Substrat.
    • Beispiel: Hydratisierung von Fumarat zu Malat.
    • Unterschied zu Hydrolyse: Hydratisierung ist keine Hydrolyse.

    Schiff'sche Basen

    • Bildung: Kondensation eines Aldehyds oder Ketons mit einem primären Amin.
    • Funktion: Wichtig in biochemischen Prozessen.

    Glykierung

    • Bildung von Schiff'schen Basen: Aldehyde (z.B. Glucose) bilden Schiff'sche Basen mit Aminogruppen in Proteinen.
    • Amadori-Umlagerung: Eine Umlagerung, die die Modifikation irreversibel werden lässt.

    Pyridoxalphosphat

    • Herkunft: Abgeleitet von Vitamin B6.
    • Funktion: Coenzym für Reaktionen mit Aminosäuren.

    Aldolreaktionen

    • Funktion: Knüpfung neuer C-C-Verbindungen in der Chemie.
    • Mechanismus: Nucleophiler Angriff eines Carbanions auf den Aldehyd.

    Carboxylierung

    • Input: Kohlendioxid und ein Carbonsäure.
    • Wichtig: ATP und Biotin spielen eine Schlüsselrolle.

    Decarboxylierung

    • Funktion: Entfernen einer Carboxylgruppe.
    • Beispiele: Von Aminosäuren und α-Ketosäuren.

    Thermodynamik

    • Systeme: Abgeschlossen, geschlossen, offen
    • Energieumwandlungen: Wichtig für biochemische Reaktionen.

    Gibbs-Energie

    • Gibbs-Helmholtz-Gleichung: AG = ΔH - TΔS
    • Spontane Reaktion: AG < 0
    • Reaktionen im Gleichgewicht: AG = 0

    Massenwirkungsgesetz (MWG)

    • Gleichgewicht: Geschwindigkeit der Hin- und Rückreaktion sind gleich
    • Gleichgewichtskonstante (K): Verhältnis der Gleichgewichtskonzentrationen von Produkten und Edukten
    • Standardbedingungen: pH, Konzentration aller beteiligten Substanzen 1 mol/l.
    • AG°: Standard-Gibbs Energie, eine Konstante

    Energiereiche Verbindungen

    • Säureanhydride: Erläuterung und Aufbau der Verbindung.
    • Phosphorsäureanhydride: Erläuterung und Aufbau der Verbindung.

    Coenzym A

    • Funktion: Carbonsäuren zu aktivieren/verbinden.

    Aktivierung von Fettsäuren

    • Zweck: Bindung von Fettsäuren und CoA.
    • Mechanismus: Die Verbindung zwischen a- und -ß-Phosphat wird gespalten und der Fettsäurerest mit CoA verbunden.

    Weitere Informationen

    • Detaillierte Beschreibung zu jeder chemischen Formel
    • Zusätzliche Informationen zu den beteiligten Aminosäuren, Enzymen und Co.

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