Biochemie
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Questions and Answers

Welches der folgenden Elemente macht den größten Anteil der menschlichen Masse aus?

  • Proteine
  • Lipide
  • Wasser (correct)
  • Kohlenhydrate

    • Welcher Anteil an der menschlichen Masse sind Proteine?

  • 14% (correct)
  • 1%
  • 20%
  • 5%

    • Welche dieser Komponenten ist NICHT Teil der menschlichen Zusammensetzung?

  • Salze
  • Kohlenhydrate
  • Lipide
  • Enzyme (correct)

    • Was ist der prozentuale Anteil an Kohlenhydraten in der menschlichen Masse?

    <p>1%</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül macht den zweithöchsten Anteil der menschlichen Masse nach Wasser aus?

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

    Was beschreibt der Begriff 'Isomere'?

    <p>Verbindungen mit gleicher Summenformel, aber unterschiedlicher Struktur</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von Bindung liegt in Lactose vor?

    <p>β 1 → 4-glykosidische Bindung</p> Signup and view all the answers

    Wie wird Lactase in Bezug auf die enzymatische Funktion klassifiziert?

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

    Welche der folgenden Reaktionen zeigt die Oxidation der glykosidischen Alkoholgruppe von Glucose?

    <p>Reaktion mit molekularem Sauerstoff</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Enantiomer?

    <p>Ein Molekül, das nur eine chirale Zentrum hat</p> Signup and view all the answers

    Welche funktionelle Gruppe ist in Monosacchariden vorhanden?

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

    Wie entstehen Disaccharide?

    <p>Durch Kondensation von Monosacchariden</p> Signup and view all the answers

    Welche Form kann durch den Ringschluss von Monosacchariden entstehen?

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

    Welches der folgenden Beispiele beschreibt eine Pyranose?

    <p>Glucose in Ringform</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Ketose?

    <p>Ein Monosaccharid mit einer Ketogruppe</p> Signup and view all the answers

    Welche Strukturformel zeigt eine Ketose in gefalteter Form?

    <p>Haworth Formel</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Begriff 'Isomere'?

    <p>Zwei gleiche Verbindungen mit unterschiedlicher Struktur</p> Signup and view all the answers

    Was charakterisiert eine Halbacetalbildung?

    <p>Beteiligt sich an der Ringbildung von Monosacchariden</p> Signup and view all the answers

    Welche Monosaccharideinheit wird dem H-Antigen hinzugefügt, um das A-Antigen zu bilden?

    <p>N-Acetylgalactosamin</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion des hydrophilen Kohlenhydratanteils in Glykolipiden?

    <p>Zell-Erkennung</p> Signup and view all the answers

    Wie unterscheiden sich die A- und B-Antigene vom 0-Antigen?

    <p>Durch zusätzliche Monosaccharideinheiten</p> Signup and view all the answers

    Welches Kriterium ist entscheidend für die Benennung der Blutgruppen im AB0-System?

    <p>Das Vorhandensein spezieller Kohlenhydrate</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle des Ceramid-Ankers in Glykolipiden?

    <p>Er befestigt das Glykolipid an der Plasmamembran</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über das H-Antigen ist korrekt?

    <p>Es ist ein Trisaccharid.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt AM- und BM-Antigene korrekt?

    <p>Sie enthalten unterschiedliche Kohlenhydrate.</p> Signup and view all the answers

    Welches Merkmal ist nicht typisch für Glykolipide in der Zellmembran?

    <p>Sie können elektrische Signale übertragen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Hauptprodukt der Oxidation der C6-Alkohole von Glukose mit NAD+?

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

    Welche Reaktion ist an der Glykogenabbau beteiligt?

    <p>Glykogenphosphorylase-Reaktion</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül ist direkt am Glykogenaufbau beteiligt?

    <p>Uridinphosphat-Glukose</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft ist typisch für Glykosaminoglykane?

    <p>Sie haben eine hohe Wasserbindungskapazität.</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Monosaccharide besteht das typische Oligosaccharid in klassischen Glykoproteinen?

    <p>5-15</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym katalysiert die Amylo-1,6-glucosidase-Reaktion?

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

    Welche der folgenden Verbindungen ist ein bekanntes Disaccharid?

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

    Was charakterisiert die Struktur von Hyaluronsäure?

    <p>Variable Kettenlängen</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt Flavin-Adenin-Dinukleotid (FAD) bei der Glukoseoxidation?

    <p>Es dient als Coenzym für die Reaktion.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Substanzen ist ein Produkt der Glukose-Reaktionen?

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

    Welcher Prozess ist beim Glykogenabbau nicht beteiligt?

    <p>Glykogen-Synthese</p> Signup and view all the answers

    Wofür steht die Abkürzung NAD+ in der Biochemie?

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

    Welche Funktion hat Glucose-1-phosphat im Körper?

    <p>Aufbau von Glykogen</p> Signup and view all the answers

    Welche Symptome können bei Säuglingen aufgrund erhöhter Ammoniak-Konzentrationen im Blut auftreten?

    <p>Apathie, schlechte Nahrungsaufnahme und Bewusstseinstrübungen</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Enzyme ist NICHT Teil des Harnstoffzyklus?

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

    Was ist die Hauptursache für Citrullinämie?

    <p>Mangel an Ornithin-Transcarbamylase</p> Signup and view all the answers

    Wie wird Ammoniak im Körper hauptsächlich ausgeschieden?

    <p>Über den Harnstoffzyklus als Harnstoff</p> Signup and view all the answers

    Welche metabolische Störung könnte durch Abnormalitäten im Harnstoffzyklus verursacht werden?

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

    Was ist die Hauptfunktion des Harnstoffzyklus?

    <p>Umwandlung von Ammoniak in Harnstoff</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym ist nicht Teil des Harnstoffzyklus?

    <p>Aldose-Reduktase</p> Signup and view all the answers

    Citrullinämie ist eine metabolische Störung, die mit welchem Enzym defizient ist?

    <p>Ornithin-Transcarbamylase</p> Signup and view all the answers

    Welche Substanz ist das Hauptprodukt der Ammoniak-Ausscheidung im Körper?

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

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt eine metabolische Störung des Harnstoffzyklus?

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

    Welches Enzym ist für die Umwandlung von Arginin in Harnstoff verantwortlich?

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

    Was ist das Ergebnis einer Funktionsstörung im Harnstoffzyklus?

    <p>Erhöhte Ammoniaklevel im Blut</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein häufiges Symptom einer metabolischen Störung, die den Harnstoffzyklus betrifft?

    <p>Übelkeit und Erbrechen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptursache für die geistige Behinderung bei der Ahornsirupkrankheit?

    <p>Ein Defekt im Abbau von Valin, Leucin und Isoleucin</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Symptome ist charakteristisch für die Ahornsirupkrankheit?

    <p>Geruch nach Maggi oder Ahornsirup</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym ist bei der metabolischen Störung der Ahornsirupkrankheit betroffen?

    <p>BCKAD (branched-chain α-ketoacid dehydrogenase)</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein mögliches Ergebnis der Ansammlung von Ketosäuren im Blut?

    <p>Azidose durch Abfall des pH-Werts</p> Signup and view all the answers

    Wann wurde das Neugeborenenscreening zur frühzeitigen Erkennung von Stoffwechselstörungen eingeführt?

    <p>1966</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aminosäuren ist nicht an der Ahornsirupkrankheit beteiligt?

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

    Was ist die häufigste Häufigkeit der Ahornsirupkrankheit bei Neugeborenen?

    <p>1 von 200.000</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt das Neugeborenenscreening in Bezug auf angeborene Krankheiten?

    <p>Es erkennt seltene angeborene Erkrankungen im Stoffwechsel und der Organfunktion.</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Hauptfunktion von Enzymen im Körper?

    <p>Sie beschleunigen chemische Reaktionen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über Cofaktoren ist korrekt?

    <p>Sie sind wichtig für die aktive Form von Enzymen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle des aktiven Zentrums eines Enzyms?

    <p>Es bindet Substrate zur Katalyse der Reaktion.</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von Molekül ist ein Apoenzym?

    <p>Ein Enzym ohne notwendige Cofaktoren.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage trifft auf prosthetische Gruppen zu?

    <p>Sie sind Teil von Proteinen, die niemals wieder freigesetzt werden.</p> Signup and view all the answers

    Was sind lose gebundene Coenzyme, und welche Funktion haben sie in enzymatischen Reaktionen?

    <p>Sie wirken als Cosubstrate und werden bei der Reaktion freigesetzt.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Substanzen wird als prosthetische Gruppe in einem Enzym angesehen?

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

    Was beschreibt die Reaktionsgeschwindigkeit in Bezug auf enzymatische Prozesse?

    <p>Sie wird durch die Temperatur und den pH-Wert beeinflusst.</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Enzymklassen sind derzeit anerkannt?

    <p>7</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Eigenschaft von Cosubstraten?

    <p>Sie können während der Reaktion verändert werden.</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Beispiel für eine Translokase?

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

    Welche EC-Nummer gehört zur Lactatdehydrogenase?

    <p>EC 1.1.1.27</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Michaelis-Menten-Kinetik?

    <p>Die Geschwindigkeit einer enzymatischen Reaktion</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Enzymklassen gibt es laut der genannten Einteilung?

    <p>7</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym katalysiert die Umwandlung von Pyruvat in Milchsäure?

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

    Was stellt die Michaelis-Menten-Gleichung dar?

    <p>Die Beziehung zwischen Substratkonzentration und Reaktionsgeschwindigkeit</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion von Transportproteinen?

    <p>Transport von Molekülen durch Zellmembranen</p> Signup and view all the answers

    Welche Datenbank bietet Informationen zur Klassifikation von Enzymen?

    <p>Enzyme Expasy</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Michaelis-Konstante KM korrekt?

    <p>KM gibt die Substratkonzentration an, bei der die halbmaximale Geschwindigkeit erreicht ist.</p> Signup and view all the answers

    Was zeigt ein niedriger KM-Wert an?

    <p>Eine hohe Affinität des Enzyms zu seinem Substrat.</p> Signup and view all the answers

    Welche Faktoren beeinflussen die Michaelis-Konstante KM?

    <p>Temperatur und pH-Wert.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die maximale Umsatzgeschwindigkeit einer enzymatischen Reaktion?

    <p>Die Geschwindigkeit bei sehr hohen Substratkonzentrationen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Dimension hat die Michaelis-Konstante KM?

    <p>mol/L</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Beziehung zwischen KM und der Affinität des Enzyms ist korrekt?

    <p>Ein niedriger KM-Wert zeigt eine hohe Affinität des Enzyms an.</p> Signup and view all the answers

    Wie ist die Beziehung zwischen der Enzymkonzentration und der Michaelis-Konstante?

    <p>Die Michaelis-Konstante ist unabhängig von der Enzymkonzentration.</p> Signup and view all the answers

    Wann wird die halbmaximale Geschwindigkeit (V max /2) einer Reaktion erreicht?

    <p>Bei einer Substratkonzentration, die gleich der Michaelis-Konstante ist.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Wechselzahl (kkat) eines Enzyms?

    <p>Die Anzahl von Substratmolekülen, die pro Zeiteinheit umgesetzt werden.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über Lactatdehydrogenase (LDH) ist korrekt?

    <p>Die Konzentration von LDH im Blut kann bei Organschäden erhöht sein.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle der reversiblen Hemmung bei Enzymen?

    <p>Sie kann die Aktivität des Enzyms kurzfristig beeinflussen.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Enzymhemmungsarten hat eine dauerhafte Wirkung?

    <p>Irreversible Hemmung</p> Signup and view all the answers

    Was versteht man unter katalytischer Effizienz eines Enzyms?

    <p>Das Verhältnis von kcat zur Michaelis-Menten-Konstante (Km).</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen ist ein häufiges Qualitätsmerkmal von Enzymen?

    <p>Die Aktivität von Enzymen kann durch Temperatur und pH-Wert beeinflusst werden.</p> Signup and view all the answers

    Was zeigt ein erhöhter Wert von Lactatdehydrogenase (LDH) im Blut an?

    <p>Eine mögliche Erkrankung in einem bestimmten Organ.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften trifft auf Enzyme zu?

    <p>Sie sind spezifisch für ihre Substrate.</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit Pyruvat, wenn der Muskel in einen anaeroben Zustand gelangt?

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

    Welches Organ ist am Corizyklus beteiligt und wandelt Lactat in Glucose um?

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

    Was wird benötigt, um NADH in den Mitochondrien zu regenerieren?

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

    Warum wird Lactat im Muskeleinsatz produziert?

    <p>Wenn der Muskel einen anaeroben Zustand erreicht.</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Endprodukt des Corizyklus, das der Muskel erhält?

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

    Über welchen Weg wird Fructose hauptsächlich in der Leber umgesetzt?

    <p>Über den Fructose-1-phosphat Weg</p> Signup and view all the answers

    Welche Enzymfunktion hat die Pyruvat Dehydrogenase?

    <p>Umwandlung von Pyruvat in Acetyl-CoA</p> Signup and view all the answers

    Welche Coenzyme benötigt die Pyruvat Dehydrogenase für ihre Funktion?

    <p>FAD und Thiaminpyrophosphat</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine mögliche Folge einer übermäßigen Fructoseaufnahme?

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

    Welches Molekül ist das Endprodukt der Glykolyse?

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

    Welcher metabolische Weg wird durch die Phosphofructokinase reguliert?

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

    Welche Rolle spielt High Fructose Corn Syrup (HFCS) in der Ernährung?

    <p>Es führt zu einer erhöhten Fructosezufuhr.</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül wird in der Atmungskette letztlich reduziert?

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

    Was beschreibt die Reaktionen im Katabolismus?

    <p>Umwandlung von Brennstoffen in zelluläre Energie</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Stoffwechselwege wird als amphibolisch bezeichnet?

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

    Was ist die Hauptfunktion der Gluconeogenese?

    <p>Bildung von Glucose aus anderen Nährstoffen</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Reaktionen benötigt Energie?

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

    Was ist das Endprodukt der Glykolyse, wenn Glukose abgebaut wird?

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

    Welche Substanz wird im Körper als toxisch angesehen und entsteht während des Alkoholabbaus?

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

    Welches der folgenden Produkte entsteht aus der Nettoreaktion im Anabolismus?

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

    Wie lautet die Hauptreaktion der Glykolyse, die Energie in Form von ATP produziert?

    <p>Glukose + 2 ADP + 2 Pi → 2 ATP + 2 Pyruvat</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Ergebnis einer katabolen Reaktion?

    <p>Energiegewinnung durch den Abbau von Brennstoffen</p> Signup and view all the answers

    In welchem Zustand erfolgt in der Zelle der Austausch zwischen anabolen und katabolen Reaktionen?

    <p>Abhängig von Energiemangel oder -überschuss</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle von NAD+ in der Glykolyse?

    <p>Es fungiert als Elektronen-Akzeptor.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle von NAD+ im katabolen Stoffwechsel?

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

    Welche der folgenden Verbindungen entsteht während des Alkoholabbaus?

    <p>Acetyl-CoA</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Enzyme sind an der Glykolyse beteiligt?

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

    Welches Organ kann Glucose insulinunabhängig aufnehmen?

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

    Was geschieht mit Glykogen bei erhöhtem Energiebedarf?

    <p>Es wird zu Glucose-6-phosphat abgebaut.</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym ist Bestandteil der Gluconeogenese?

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

    Welches Enzym ist nur in der Leber, den Nieren und den Dünndarmzellen vorhanden?

    <p>Glucose-6-phosphatase</p> Signup and view all the answers

    Wie wird Glykogen im Körper hauptsächlich gespeichert?

    <p>In einer wasserlöslichen Form</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion der Phosphofructokinase in der Glykolyse?

    <p>Regulation des ATP-Spiegels</p> Signup and view all the answers

    Welche Voraussetzung ist für den Glykogenaufbau in der Leber gegeben?

    <p>Vorhandensein von Insulin</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat die ATP Synthase in der inneren mitochondriellen Membran?

    <p>Sie phosphoryliert ADP zu ATP.</p> Signup and view all the answers

    Was charakterisiert die pro tonenmotorische Kraft, die die ATP Synthase antreibt?

    <p>Sie entsteht durch den Fluss von Protonen durch die Membran.</p> Signup and view all the answers

    Welche toxischen Verbindungen werden als reaktive Sauerstoffverbindungen (ROS) bezeichnet?

    <p>Superoxid und Wasserstoffperoxid.</p> Signup and view all the answers

    Wie viel ATP kann theoretisch aus einer Mol Glukose gewonnen werden?

    <p>30 Mol ATP.</p> Signup and view all the answers

    Welche Struktur ist entscheidend für die Ausbildung der Cristae in Mitochondrien?

    <p>Die innere Membran.</p> Signup and view all the answers

    Was wird unter dem Begriff 'F0F1-ATPase' verstanden?

    <p>Eine ATP-ase mit zwei funktionellen Einheiten.</p> Signup and view all the answers

    Welches Radikal wird als Hydroxylradikal (OH·) klassifiziert?

    <p>Superoxid.</p> Signup and view all the answers

    Welches Element ist nicht Teil der Energieausbeute bei der ATP-Synthese?

    <p>Lipide.</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion erfüllt Komplex I in der Atmungskette?

    <p>Oxidation von NADH und e- Übertragung auf Ubiquinon</p> Signup and view all the answers

    Welche Substanz blockiert die Atmungskette durch Bindung an Cytochromoxidase?

    <p>Blausäure (HCN)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptaufgabe der F0F1 ATP Synthase?

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

    Worin besteht die Hauptwirkung von Komplex IV der Atmungskette?

    <p>Oxidation von Cytochrom c und Übertragung der Elektronen auf O2</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Schritte findet im Komplex II der Atmungskette statt?

    <p>Oxidation von FADH2</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül wird durch die Oxidation von NADH und FADH2 in der Atmungskette erzeugt?

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

    Welchen Effekt hat CO auf die Cytochrom c-Oxidase?

    <p>Hemmung der Elektronentransfer</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit der Atmungskette, wenn Cyanide in die Mitochondrien gelangen?

    <p>Die Atmungskette wird blockiert.</p> Signup and view all the answers

    Welches Produkt entsteht primär aus der Aktivität der Atmungskette?

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

    Was beschreibt die chemiosmotische Theorie nach Peter Mitchell?

    <p>Die Erzeugung eines Protonengradienten über die Mitochondrienmembran</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Enzyme ist nicht an der Atmungskette beteiligt?

    <p>Glukose-6-Phosphatase</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt die Struktur der Cristae in Mitochondrien?

    <p>Ermöglicht eine Verstärkung des Protonengradienten</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion der ATP-Synthase (Komplex V)?

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

    Welche Symptome können nach der Einnahme von Cyanid auftreten?

    <p>Schleimhautirritationen und Atemnot</p> Signup and view all the answers

    Wie hoch ist die Veränderung der Gibbs freien Energie (ΔG) bei der Reaktion ADP + Pi ⇌ ATP + H2O?

    <p>+37 kJ/mol</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion des Komplexes II in der Atmungskette?

    <p>FADH2 zu oxidieren und Elektronen auf Ubiquinon zu übertragen</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül überträgt Elektronen im Komplex III der Atmungskette?

    <p>Cytochrom c</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Moleküle ist direkt an der ATP-Synthese beteiligt?

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

    Welche Substanz hemmt die Cytochrom c-Oxidase neben CO?

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

    Wie nennt sich das Molekül, das sich aufgrund seines lipophilen Charakters in der inneren Mitochondrienmembran bewegen kann?

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

    Was geschieht mit den FeS-Clustern in der Atmungskette?

    <p>Sie nehmen Elektronen in beiden Oxidationsstufen auf oder geben sie ab.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen trifft auf den Komplex IV der Atmungskette zu?

    <p>Er ist an der Elektronentransferkette beteiligt.</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Moleküle wird durch die Aktivität von Komplex I der Atmungskette produziert?

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

    Was wird als lipophile Komponente der inneren Mitochondrienmembran angesehen?

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

    Welcher Prozentsatz der menschlichen Masse besteht aus Lipiden?

    <p>20%</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptbestandteil der menschlichen Masse?

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

    Welches Element hat den geringsten Anteil an der menschlichen Masse?

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

    Welches Molekül hat den zweithöchsten Anteil an der menschlichen Masse nach Wasser?

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

    Wie viel Prozent der menschlichen Masse besteht aus Salzen und sonstigen Komponenten?

    <p>5%</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft beschreibt die Amphiphilie von Phospholipiden?

    <p>Sie besitzen eine hydrophile und eine lipophile Region.</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Lipide ist kein Glycerophospholipid?

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

    Welche der folgenden Fettsäuren ist eine Omega-3-Fettsäure?

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

    Was ist die Hauptfunktion von Triacylglycerinen im Körper?

    <p>Sie speichern Energie.</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Lipide ist nicht amphiphil?

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

    Welche Lipidart enthält oft eine Phosphatgruppe?

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

    Was charakterisiert Lecithin?

    <p>Es ist ein wichtiger Bestandteil von Zellmembranen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion haben Phospholipide in biologischen Membranen?

    <p>Sie bilden eine selektive Barriere.</p> Signup and view all the answers

    Welcher Prozess findet im Zytosol statt und ist für die Biosynthese von Fettsäuren verantwortlich?

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

    Welches Molekül wird hauptsächlich im Pentosephosphatweg synthetisiert?

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

    Was ist das Hauptprodukt der Fettsäuresynthese?

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

    Welche Aussage über NADPH ist korrekt?

    <p>Es dient nicht der Energiegewinnung.</p> Signup and view all the answers

    Welche Fettsäure hat die Formel C18 und wird in der Fettsäuresynthese gebildet?

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

    Was beschreibt die Hauptfunktion der Fettsäuresynthese?

    <p>Energiespeicherung in Form von Fett</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Speicherung von Energie in Form von ATP ist korrekt?

    <p>ATP ist nur kurzfristig speicherbar.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion des Multienzymkomplexes der Fettsäuresynthase?

    <p>Biosynthese von Fettsäuren</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Produkte der ß-Oxidation der Fettsäuren?

    <p>Acetyl-CoA, NADH und FADH2</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt Albumin im Lipidtransport?

    <p>Es transportiert Fettsäuren im Blut.</p> Signup and view all the answers

    Wo findet die Bildung von Ketonkörpern hauptsächlich statt?

    <p>In den Mitochondrien der Leber</p> Signup and view all the answers

    Was passiert bei der Lipolyse?

    <p>Triacyclglycerine werden in Fettsäuren und Glycerin aufgespalten.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Aufnahme von Fettsäuren ist korrekt?

    <p>Die Aufnahme erfolgt durch Transportproteine in der Zellmembran.</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit Acetyl-CoA nach der Fettsäureoxydation?

    <p>Es wird zu Ketonkörpern umgebaut.</p> Signup and view all the answers

    In welchen Zellen findet die Ketonkörperverwertung statt?

    <p>In den extrahepatischen Geweben</p> Signup and view all the answers

    Welcher Zustand führt zur Bildung von Ketonkörpern?

    <p>Hungerzustand oder Diabetes mellitus</p> Signup and view all the answers

    Wie erfolgt der Transport der Fettsäuren in die Mitochondrien?

    <p>Transport durch spezielle Carrierproteine</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptzweck der Fettsäuresynthese?

    <p>Speicherung von Energie</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat Sphingomyelin im Zentralnervensystem?

    <p>Es ist ein Bestandteil der Myelinscheiden.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über Isoprenoide ist korrekt?

    <p>Sie sind die Grundbausteine von Vitaminen und Hormonen.</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül wird durch die Oxidation von Retinol gebildet?

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

    Was passiert mit Rhodopsin bei Einwirkung von Photonen?

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

    Welcher Prozess wird durch die Bindung von Retinal an Opsin ausgelöst?

    <p>Eine Signalkaskade über Transducin.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Funktion von Dolichol in der Zelle?

    <p>Es spielt eine Rolle bei der N-Glykosilierung von Proteinen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt die Zellmembran in Bezug auf Lipide?

    <p>Sie funktioniert als Barriere und ist teilweise aus Lipiden aufgebaut.</p> Signup and view all the answers

    Welches Vitamin ist direkt aus Retinol abgeleitet?

    <p>Vitamin A</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion von Sphingolipiden in der Zellmembran?

    <p>Sie sind an der Signalübertragung beteiligt.</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül wird zu Metarhodopsin umgewandelt?

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

    Was sind die Bestandteile der DNA?

    <p>Zucker, Phosphat und vier Basen</p> Signup and view all the answers

    Welche Basen bilden Paarungen in der DNA?

    <p>Cytosin und Guanin</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül ist ein Produkt des Abbaus von Purinnukleotiden?

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

    Welche Aussage beschreibt die Struktur der DNA am besten?

    <p>Doppelhelix aus Zucker und Phosphat</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion von DNA?

    <p>Träger der Erbinformation sein</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion von mRNA?

    <p>Sie transportiert die Sequenzinformation von der DNA zur Proteinsynthese.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über RNA ist korrekt?

    <p>RNA nutzt Uracil anstelle von Thymin.</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt tRNA in der Proteinsynthese?

    <p>Sie überträgt Aminosäuren auf ein entstehendes Protein.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt das Anticodon in der tRNA?

    <p>Es ist die Matrizenerkennungsstelle.</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Hauptunterschied zwischen DNA und RNA?

    <p>DNA speichert genetische Information, RNA wirkt bei der Proteinsynthese mit.</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von Molekülen wird durch die Basenpaarung in der DNA zusammengehalten?

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

    Wo wird die mRNA während der Proteinsynthese benötigt?

    <p>Im Ribosom.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Struktur von tRNA ist korrekt?

    <p>tRNA hat eine spezifische Aminosäurebindung am 3’-Ende.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion der DNA Polymerase?

    <p>Synthese eines neuen DNA Strangs</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym katalysiert die RNA-Synthese?

    <p>RNA-Polymerase</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt das CRISPR-Cas9-System?

    <p>Ein bakterielles Immunsystem</p> Signup and view all the answers

    Welche Struktur ist charakteristisch für RNA?

    <p>Ribose, Phosphat und Uracil</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Erkennungssequenz typischer Restriktionsendonukleasen?

    <p>6 bis 8 bp</p> Signup and view all the answers

    Was wird als Transkription bezeichnet?

    <p>Die Synthese von RNA anhand einer DNA-Matrize</p> Signup and view all the answers

    Welches Ion ist im Aktivitätszentrum der RNA-Polymerase enthalten?

    <p>Mg2+</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die spezifische Erkennungssequenz einer Restriktionsendonuklease beschrieben?

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

    Was beschreibt die normale Darstellung des genetischen Codes?

    <p>Die Beziehung zwischen der chemischen Eigenschaft der Aminosäure und ihrer Implementierung im genetischen Code.</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat der genetische Code?

    <p>Er überträgt Anweisungen zur Synthese von Proteinen.</p> Signup and view all the answers

    In welchem Bereich ist der genetische Code wichtig?

    <p>In der Proteinbiosynthese.</p> Signup and view all the answers

    Was bezeichnet das Start Codon in der Proteinsynthese?

    <p>Es kodiert für die Aminosäure Methionin.</p> Signup and view all the answers

    Welches Element wird beim Verständnis des genetischen Codes nicht berücksichtigt?

    <p>Die Anzahl der Basenpaare in der DNA.</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die chemische Eigenschaft der Aminosäure im genetischen Code dargestellt?

    <p>Durch spezifische Nukleotidsequenzen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aufgabe hat der Elongationsfaktor G während der Translation?

    <p>Er verschiebt tRNAs und mRNA.</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Basen bilden ein Codon in der RNA?

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

    Was passiert mit der deacylierten tRNA, nachdem sie ihre Aminosäure abgegeben hat?

    <p>Sie wandert zur E-Stelle und dissoziiert.</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Stop Codons gibt es im genetischen Code?

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

    Welches Element ist nicht Teil der tRNA-Molekülstruktur?

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

    Was passiert während der Bildung der Peptidbindung?

    <p>Ein Wasser-Molekül wird freigesetzt.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt das Konzept des Open Reading Frame (ORF)?

    <p>Es ist der Teil der mRNA, der in ein Protein übersetzt wird.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Einführung/Kohlenhydrate

    • Der Mensch besteht zu 60% aus Wasser, 20% aus Lipiden, 14% aus Proteinen, 5% aus Salzen und 1% aus Kohlenhydraten
    • Kohlenhydrate sind wichtige Energieträger und Bestandteile von Zellstrukturen
    • Kohlenhydrate werden in Monosaccharide, Disaccharide und Polysaccharide unterteilt

    Monosaccharide

    • Monosaccharide sind die einfachsten Zucker und bestehen aus einer einzigen Zucker-Einheit
    • Beispiele sind Glucose, Fructose, Galactose und Ribose
    • Sie enthalten als funktionelle Gruppen mehrere Hydroxylgruppen (-OH) sowie eine Carbonylgruppe

    Disaccharide

    • Disaccharide sind aus zwei Monosacchariden zusammengesetzt, die durch eine glykosidische Bindung verbunden sind
    • Beispiele sind Saccharose, Lactose und Maltose

    Polysaccharide

    • Polysaccharide sind aus vielen Monosaccharid-Einheiten zusammengesetzt
    • Beispiele sind Glykogen (in Tieren), Stärke (in Pflanzen) und Cellulose (in Pflanzen)

    Glykogen Abbau

    • Der Abbau von Glykogen beinhaltet vier Reaktionen:
      • Glykogenphosphorylase-Reaktion
      • 1,4 → 1,4-Glucantransferase-Reaktion
      • Amylo-1,6-glucosidase- Reaktion
      • Glykogenphosphorylase-Reaktion Teil 2

    Heteroglykane

    • Heteroglykane sind Polysaccharide, die aus verschiedenen Monosacchariden zusammengesetzt sind
    • Sie spielen wichtige Rollen bei der Zell-Zell-Erkennung und der Immunität

    Glykosaminoglykane

    • Glykosaminoglykane sind lange, ungeladene Polysaccharide, die aus sich wiederholenden Disaccharid-Einheiten bestehen
    • Sie sind wichtige Bestandteile des Bindegewebes und binden viel Wasser

    Hyaluronsäure

    • Hyaluronsäure ist ein Glykosaminoglykan, das in der extrazellulären Matrix, im Auge und im Gelenkknorpel vorkommt
    • Es bindet viel Wasser und trägt zur Festigkeit und Flexibilität von Geweben bei

    Glykoproteine

    • Glykoproteine sind Proteine ​​mit einem oder mehreren Kohlenhydratresten. Der Kohlenhydratanteil ist meist gering.
    • Glykoproteine spielen verschiedene Rollen, z. B. bei der Zell-Zell-Erkennung, der Immunantwort und im Blutgruppensystem

    AB0-Blutgruppensystem

    • Das AB0-Blutgruppensystem basiert auf drei verschiedenen Kohlenhydraten: A, B und 0
    • Diese Kohlenhydrate sind an Glykoproteine und Glykolipide auf der Oberfläche von roten Blutkörperchen gebunden
    • Alle drei Strukturen basieren auf dem 0-(oder H-) Antigen

    Glykolipide

    • Glykolipide sind Lipide mit einem oder mehreren Kohlenhydratresten
    • Sie spielen wichtige Rollen bei der Zell-Zell-Erkennung und der Immunität
    • Der hydrophobe Ceramid-Anker verankert das Glykolipid in der Plasmamembran
    • Der hydrophile Kohlenhydratanteil sitzt auf der extrazellulären Seite der Membran

    Aminosäuren

    • 20 Aminosäuren sind für die Proteinbiosynthese wichtig.
    • Methionin, Phenylalanin, Tryptophan, Threonin und Lysin sind einige Beispiele für essentielle Aminosäuren, die unserem Körper nicht selbst herstellen kann.
    • Diese essentiellen Aminosäuren müssen über die Nahrung aufgenommen werden.

    Ahornsirupkrankheit

    • Auch bekannt als Maple Syrup Urine Disease (MSUD).
    • Fehlfunktion beim Abbau der Aminosäuren Valin, Leucin und Isoleucin.
    • Symptome: geistige Behinderung, Koma.
    • Häufigkeit: etwa 1 von 200.000 Neugeborenen.
    • Geruch des Urins nach Maggi, Ahornsirup oder Karamell (Sotolon).
    • Betrifft das Nervensystem und verursacht eine Azidose, das heißt den pH-Wert des Blutes sinkt unter 7,35.
    • Der Referenzbereich für den pH-Wert des Blutes liegt zwischen 7,35 und 7,45.
    • Behandlung: Spezialdiät.

    Abbau der verzweigten Aminosäuren

    • Valin, Leucin und Isoleucin werden im Körper abgebaut.
    • Dabei entstehen Produkte wie α-Ketoisocapronsäure (KIC), α-Ketoisovaleriansäure (KIV) und α-Keto-β-methylvaleriansäure (KMV).
    • KIC ist neurotoxisch.
    • Das Enzym BCKAD (branched-chain α-ketoacid dehydrogenase) ist für den Abbau dieser verzweigten Aminosäuren verantwortlich.
    • Bei MSUD ist dieses Enzym fehlerhaft.

    Neurotoxizität von KIC

    • KIC (α-ketoisocapronsäure) ist ein Abbauprodukt der Aminosäure Leucin.
    • KIC ist neurotoxisch und kann zu Schäden im Nervensystem führen.

    Neugeborenenscreening

    • Seit 1966 werden Neugeborene auf seltene, erbliche Stoffwechselerkrankungen und Organfunktionsstörungen untersucht.
    • Diese Untersuchungen erfolgen durch einen Fersenstich am 2. oder 3. Lebenstag, wobei Blut auf ein Filterpapier getropft wird.
    • Ziel ist es, frühzeitig Krankheiten zu erkennen und negative Folgen zu verringern.
    • Beispiel: bei Stoffwechselstörungen kann erhöhter Ammoniak im Blut zu apathischen Säuglingen, schlechtem Trinken, Erbrechen sowie epileptischen Anfällen und Bewusstseinsstörungen führen.

    Ausscheidung des Ammoniaks

    • Ammoniak ist ein Abfallprodukt des Stoffwechsels.
    • Es wird über den Harnstoffzyklus ausgeschieden.
    • Der Harnstoffzyklus ist ein biochemischer Kreislauf, in dem Ammoniak zu Harnstoff umgewandelt wird.
    • Die Enzyme Arginosuccinat-Lyase und Arginase I spielen beim Abbau von Ammoniak eine Rolle.

    Aminosäuren

    • Phenylketonurie ist eine Stoffwechselstörung, bei der Phenylalanin nicht zu Tyrosin abgebaut werden kann.
    • Häufigkeit: etwa 1 von 10.000 Neugeborenen.
    • Schwere Beeinträchtigung des Zentralnervensystems (ZNS).
    • Etwa 1% der Patienten in psychiatrischen Anstalten leiden unter Phenylketonurie.

    Einteilung der Aminosäuren nach chemischer Funktionalität

    • Aminosäuren lassen sich nach ihrer chemischen Funktionalität einteilen.
    • Diese Einteilung berücksichtigt die am Kohlenstoff-Atom gebundenen Reste und ihre Funktionen.
    • Beispiele sind unpolare Aminosäuren, polare Aminosäuren, aromatische Aminosäuren, saure Aminosäuren, basischen Aminosäuren und schwefelhaltige Aminosäuren.

    Aminosäuren Stoffwechselwege

    • Aminosäuren spielen in verschiedenen Stoffwechselwegen eine wichtige Rolle.
    • Die Ribosomale Proteinbiosynthese ist ein wichtiger Prozess, bei dem Aminosäuren zu Proteinen zusammengefügt werden.
    • Die Proteinbiosynthese wird in zwei Schritten unterteilt: Transkription und Translation.
    • Transkription ist die Umwandlung von DNA in RNA.
    • Übersetzung ist die Umwandlung der Basensequenz der mRNA in die Aminosäuresequenz des Proteins.
    • https://www.uniprot.org ist eine Datenbank für Proteine.

    Enzyme

    • Enzyme sind regulierbare Katalysatoren, die den Organismus in die Lage versetzen, Reaktionen des Stoffwechsels zu steuern
    • Enzyme beschleunigen Reaktionen um das Millionenfache, ohne sie würden die meisten Reaktionen in biologischen Systemen kaum ablaufen.
    • Enzyme sind überwiegend Proteine, die aus Aminosäuren bestehen, die sich zu einer spezifischen dreidimensionalen Struktur falten
    • Die Ausnahme bilden Ribozyme, diese bestehen aus RNA, wie z.B. die 28S-rRNA im Ribosom

    Aktives Zentrum

    • Die Katalyse findet an einer bestimmten Stelle im Enzym statt, dem aktiven Zentrum.

    Cofaktoren

    • Viele Enzyme benötigen kleine Moleküle, sogenannte Cofaktoren, um ihre katalytische Aktivität zu entfalten
    • Cofaktoren ermöglichen chemische Reaktionen die nicht allein mit den 20 Standardaminosäuren möglich sind
    • Apoenzym + Cofaktor = Holoenzym
    • Metalle (wie z.B. Fe2+, Zn2+, Mg2+) dienen als Cofaktoren
    • Coenzyme sind organische Verbindungen (z.B: Thiaminpyrophosphat, Biotin, Häm, Fe/S cluster)
    • Fest gebundene Coenzyme werden als prosthetische Gruppen bezeichnet, z.B. Häm ist die prosthetische Gruppe der Hämoproteine bzw. Cytochrome.
    • Lose gebundene Coenzyme werden als Cosubstrate betrachtet, da sie wie Substrate und Produkte an das Enzym binden und wieder freigesetzt werden (z.B.: ATP, NADH)

    Enzymklassen

    • Mittlerweile gibt es 7 Enzymklassen inklusive der 7. Translokasen.
    • Beispiele für die Klassifizierung mit EC Nummern: EC 3.2.1.1 – α-Amylase
    • Datenbanken und Klassifikation:
      • https://www.qmul.ac.uk/sbcs/iubmb/enzyme/
      • https://enzyme.expasy.org

    Enzymkinetik

    • Modellhafte Beschreibung des Ablaufs einer enzymatischen Umsetzung.
    • Wichtiges Modell: Michaelis-Menten-Kinetik

    Michaelis-Menten-Kinetik

    • Das Modell geht davon aus, dass bei der Umsetzung eines Substrats zum Produkt ein Enzym-Substrat-Komplex (ES) als Zwischenstufe entsteht.

    Michaelis-Menten-Gleichung

    • 𝑣 = 𝑈𝑚𝑠𝑎𝑡𝑧𝑔𝑒𝑠𝑐ℎ𝑤𝑖𝑛𝑑𝑖𝑔𝑘𝑒𝑖𝑡
    • 𝑉%&' = 𝑚𝑎𝑥.𝑅𝑒𝑎𝑘𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠𝑔𝑒𝑠𝑐ℎ𝑤𝑖𝑛𝑑𝑖𝑔𝑘𝑒𝑖𝑡
    • 𝐾% = 𝑀𝑖𝑐ℎ𝑎𝑒𝑙𝑖𝑠 𝐾𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒
    • 𝑆 = 𝑆𝑢𝑏𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡𝑘𝑜𝑛𝑧𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛

    Messung der Enzymaktivität

    • Die Enzymaktivität kann durch Messung der Reaktionsgeschwindigkeit und des Produktaufkommens gemessen werden.
    • Die Reaktionsgeschwindigkeit wird in der Regel als die Menge des Produkts bestimmt, die pro Zeiteinheit gebildet wird.

    Michaelis-Konstante KM

    • Die Michaelis-Konstante KM ist von Faktoren wie Temperatur und pH- Wert abhängig
    • KM ist die Substratkonzentration, bei der die halbmaximale Geschwindigkeit (V max /2) einer Reaktion erreicht ist.
    • KM besitzt die Dimension einer Substratkonzentration (mol/L).
    • KM ist ein Maß für die Affinität des Enzyms zu seinem Substrat.
    • Ein niedriger KM-Wert zeigt eine hohe Affinität des Enzyms zum Substrat an, ein hoher KM-Wert eine niedrige Affinität.
    • Die Michaelis-Konstante ist unabhängig von der Enzymkonzentration

    Katalytische Effizienz

    • Die katalytische Effizienz eines Enzyms ergibt sich aus dem Verhältnis von kkat/KM.
    • Sie gibt die Effizienz an, mit der ein Enzym ein Substrat in das Produkt umwandelt.

    Enzymhemmung

    • Enzyme können durch spezifische Moleküle gehemmt werden.
    • Reversible Hemmung/irreversible Hemmung.
    • Die irreversible Hemmung spielt eine wichtige Rolle in der Funktion vieler Arzneimittel (z.B. Aspirin).

    Fructose-Stoffwechsel

    • Fructose wird in der Leber über den Fructose-1-phosphat-Weg verarbeitet.
    • Dieser Weg umgeht den stark regulierten Schritt der Glykolyse - die Phosphofructokinase.
    • Übermäßige Fructoseaufnahme kann zu einer Fettleber führen.
    • High Fructose Corn Syrup (HFCS) ist eine häufige Quelle für Fructose.

    Pyruvat Dehydrogenase

    • Pyruvat ist das Endprodukt der Glykolyse.
    • Pyruvat Dehydrogenase wandelt Pyruvat in Acetyl-CoA um.
    • Pyruvat Dehydrogenase ist ein Multienzymkomplex.

    Pyruvat Dehydrogenase (PDH)

    • Das Enzym benötigt FAD und Thiaminpyrophosphat als Coenzyme.
    • Die Reaktion ist anabolisch.
    • Nettoreaktion: Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + 2 H2O + Pi → 2 CO2 + CoA + 3 NADH+H+ + FADH2 + GTP.

    Stoffwechsel

    • Katabolismus: Reaktionen, die Brennstoffe (z. B. Zucker, Fett) in zelluläre Energie umwandeln.
    • Anabolismus: Reaktionen, die Energie benötigen - zum Beispiel die Synthese von Glucose, Fetten oder DNA.
    • Amphibolische Stoffwechselwege: Können sowohl anabolisch als auch katabolisch sein, abhängig von den energetischen Bedingungen in der Zelle.
    • Beispiel: Citratzyklus.

    Citratzyklus

    • Der Citratzyklus ist ein amphiboler Stoffwechselweg.

    Citratzyklus, Regulation

    • Der Citratzyklus wird durch die Verfügbarkeit von Substraten, die Konzentration von ATP und NADH sowie durch die Aktivität verschiedener Enzyme reguliert.

    Gluconeogenese

    • Die Gluconeogenese dient der Bildung von Glucose aus anderen Nährstoffen.
    • Dieser Prozess findet vor allem bei Kohlenhydratmangel (Glucosemangel) statt.
    • Die Gluconeogenese ist ein anabolischer Prozess.

    Umgehung von irreversiblen Reaktionen der Glykolyse

    • Die Gluconeogenese umgeht irreversible Reaktionen der Glykolyse durch die Verwendung anderer Enzyme:
      • Hexokinase
      • Phosphofructokinase
      • Pyruvatkinase

    Gluconeogenese

    • Die Gluconeogenese findet hauptsächlich in der Leber statt.
    • Der Prozess nutzt verschiedene Enzyme wie Pyruvat Carboxylase und Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase.

    Gluconeogenese

    • Glucose-6-phosphatase ist ausschließlich in Leber-, Nieren- und Dünndarmzellen vorhanden.

    Glykolyse/Gluconeogenese

    • Glykolyse und Gluconeogenese sind komplexe Stoffwechselwege, die die Umwandlung von Glucose und anderen Kohlenhydraten in Energie oder die Synthese von Glucose aus anderen Stoffen regulieren.

    Glykogenstoffwechsel

    • Glykogen ist die Speicherform von Glucose.
    • Die Leber kann Glukose insulinunabhängig aufnehmen und in Glykogen umwandeln.
    • Die Leber kann aus dem Glykogenspeicher freie Glucose abspalten und in die Blutbahn abgeben.
    • Der Muskel nimmt Glukose aus dem Blut insulinabhängig auf.
    • Bei Bedarf wird Glykogen zu Glucose-6-phosphat abgebaut.
    • Der Muskel kann diese nicht weiter zu freier Glucose umwandeln.

    Aufbau von Glucose aus Lactat (Cori-Zyklus)

    • Lactat wird vom Muskel in größeren Mengen produziert, wenn er Arbeit leistet und in einen anaeroben Zustand gelangt.
    • Lactat wird in der Leber zur Gluconeogenese verwendet.
    • Die neu gebildete Glucose gelangt zurück zum Muskel.
    • Der Kreislauf zwischen Muskel und Leber wird Cori-Zyklus genannt.

    Lactat Dehydrogenase (LDH)

    • Lactat Dehydrogenase ist ein Tetramer, das die Interkonversion von Pyruvat und Lactat katalysiert.
    • In der Glykolyse wird Glucose zu Pyruvat abgebaut, wobei NADH und ATP gebildet werden.

    Wechselwirkung von Glykolyse und Gluconeogenese während eines Sprints

    • Die Glykolyse liefert schnell Energie während eines Sprints, während die Gluconeogenese die verbrauchte Glucose wiederherstellt.

    Alkoholabbau

    • Acetaldehyd ist toxisch.
    • Acetaldehyd wird zu Acetat und anschließend zu Acetyl-CoA abgebaut.

    Atmungskette

    • Die Atmungskette besteht aus fünf Proteinkomplexen.

    • Komplex I: Oxidiert NADH und überträgt die Elektronen auf Ubiquinon. Der Prozess pumpt Protonen in den intermembranären Raum.

    • Komplex II: Oxidiert FADH2 und überträgt die Elektronen ebenfalls auf Ubiquinon.

    • Komplex III: Oxidiert Ubiquinon und überträgt die Elektronen auf Cytochrom c. Der Prozess pumpt ebenfalls Protonen in den intermembranären Raum.

    • Komplex IV: Oxidiert Cytochrom c und überträgt die Elektronen auf Sauerstoff. Dieser Komplex ist für den Aufbau eines Protonengradienten verantwortlich.

    • Komplex V: F0F1 ATP Synthase, nutzt den Protonengradienten, um ATP aus ADP zu synthetisieren.

    Inhibierung der Atmungskette

    • Cyanid (CN-) blockiert die Atmungskette, indem es sich an das Eisen (Fe3+) in der Cytochromoxidase bindet.

    • Die Blockade der Atmungskette führt zu inneren Ersticken, da der Körper keine Energie mehr produzieren kann.

    • Die ersten Symptome einer Cyanidvergiftung sind Schleimhautirritationen, rosige Hautfarbe, Atemnot und Bewusstseinstrübung.

    Ubiquinon/FeS

    • Ubiquinon, auch bekannt als Coenzym Q, ist ein Chinon mit einer Isoprenseitenkette.

    • Es hat eine ähnliche Struktur wie die fettlöslichen Vitamine E und K.

    • Durch die lipophilen Eigenschaften kann sich Ubiquinon frei in der inneren Mitochondrienmembran bewegen.

    • Eisen-Schwefel-Cluster (FeS) können Elektronen durch die unterschiedlichen Oxidationsstufen von Eisen (+2 und +3) aufnehmen und wieder abgeben.

    Energetische Aspekte

    • Die ATP-Synthese ist ein endergonischer Prozess mit einem ΔG von +37 kJ/mol.

    • Die Atmungskette treibt die ATP-Synthese durch die Oxidative Phosphorylierung an.

    • Peter Mitchell (1961) entwickelte die Chemiosmotische Theorie, die den Gradienten von Protonen als die treibende Kraft für die Synthese von ATP darstellt.

    • Der Protonengradient besteht aus einem elektrochemischen Gradienten.

    • Die Struktur der Cristae ermöglicht eine Verstärkung des Protonengradienten.

    • Der Protonengradient wird durch die Oxidation von NADH und FADH2 entlang der Atmungskette aufgebaut.

    • Die ATP-Synthase (Komplex V) nutzt den Protonengradienten, um ATP aus ADP zu synthetisieren.

    • Die ATP-Synthase ist eine Nanomaschine, die durch Rotationskatalyse ATP produziert.

    • Die ATP-Synthase ist entscheidend für die mitochondrielle Struktur der Cristae.

    • Die Rotationsbewegung der ATP-Synthase findet in der inneren Mitochondrienmembran statt.

    • Die ATP-Synthase ist für die Ausbildung der Cristae-Strukturen verantwortlich.

    Elektronentransportkette

    • Die Elektronentransportkette ist eine weitere Bezeichnung für die Atmungskette.

    Energieausbeute

    • Die Oxidation von einem Mol Glucose liefert bis zu 30 Mol ATP.

    Superoxidradikal und andere toxische Derivate des O2

    • Superoxid, Wasserstoffperoxid und andere ROS sind reaktive Sauerstoffverbindungen, die während der Atmungskette gebildet werden.

    Lipide - Einführung

    • Lipide sind eine wichtige Gruppe von organischen Verbindungen.
    • Sie bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff.
    • Lipide sind unlöslich in Wasser, aber löslich in organischen Lösungsmitteln.

    Lipide im menschlichen Körper

    • Der menschliche Körper besteht zu etwa 20% aus Lipiden.
    • Lipide sind wichtige Bestandteile von Zellmembranen.
    • Sie dienen als Energiespeicher.
    • Lipide sind Vorläufer von Hormonen und Vitaminen.

    Einfache Lipide

    • Einfache Lipide bestehen aus Fettsäuren und Glycerin.
    • Fettsäuren sind lange Kohlenwasserstoffketten mit einer Carboxylgruppe am Ende.
    • Triacylglycerine (Fette und Öle) sind die häufigsten einfachen Lipide.
    • Sie setzen sich aus drei Fettsäuremolekülen zusammen, die an ein Glycerinmolekül gebunden sind.

    Triacylglycerine

    • Triacylglycerine dienen als Energiespeicher im Körper.
    • Sie werden in Form von Fettgewebe gespeichert.
    • Die Art der Fettsäuren bestimmt die Eigenschaften des Triacylglycerins.
    • Ungesättigte Fettsäuren, die Doppelbindungen in der Kohlenwasserstoffkette enthalten, sind flüssiger als gesättigte Fettsäuren, die keine Doppelbindungen enthalten.
    • Beispiele für ungesättigte Fettsäuren sind Ölsäure und Linolensäure.

    Phospholipide

    • Phospholipide sind Lipide, die zusätzlich zu Fettsäuren und Glycerin eine Phosphatgruppe enthalten.
    • Sie sind wichtige Bestandteile von Zellmembranen.
    • Phospholipide sind amphiphil, d.h. sie haben einen hydrophilen (wasserliebenden) Kopf und einen lipophilen (wasserabstoßenden) Schwanz.
    • Diese Eigenschaft ermöglicht die Bildung von Membranen, die die Zellen umschließen.
    • Die Membranen sind semipermeabel, das heißt, dass sie bestimmte Stoffe passieren lassen, andere aber nicht.

    Sphingophospholipide

    • Sphingophospholipide sind eine weitere Klasse von Phospholipiden.
    • Sie enthalten statt Glycerin das Aminospirrthol Sphingosin.
    • Sphingomyelin, ein Sphingophospholipid, ist ein wichtiger Bestandteil der Myelinischescheiden, die die Nervenfasern im Zentralnervensystem isolieren.

    Zellmembran

    • Die Zellmembran ist eine biologische Membran, die alle lebenden Zellen umgibt.
    • Sie besteht aus einer Lipiddoppelschicht, die aus Phospholipiden, Cholesterin und Proteinen besteht.
    • Die Lipiddoppelschicht bildet eine Barriere, die selektiv Stoffe durchläßt und so das innere Milieu der Zelle reguliert.
    • Proteine in der Zellmembran ermöglichen den Transport von Stoffen in und aus der Zelle.

    Isoprenoide

    • Isoprenoide sind eine große Klasse von Lipiden, die aus Isopren-Einheiten aufgebaut sind.
    • Isoprenoide dienen als Ausgangsstoffe für verschiedene wichtige biologische Moleküle, wie z. B. Vitamine, Hormone, Pigmente, und Steroide.
    • Retinol (Vitamin A) ist ein wichtiger Bestandteil des Sehprozesses.
    • Dolichol ist ein Isoprenoid, das an der N-Glykosilierung von Proteinen beteiligt ist.
    • Diese Prozesse sind bedeutend für die Funktion von Proteinen.

    Sehvorgang

    • Die Funktion des Retinols im Sehvorgang beruht auf einem Prozess, bei dem es durch Photonen in das Molekül Metarhodopsin umgewandelt wird.
    • Diese Umwandlung löst eine Signalkaskade aus, die ein Neuron aktiviert. Mit der Signalkaskade wird das Lichtsignal zur Weiterleitung an die Synapse bereitgestellt.

    Lipide - Stoffwechselwege

    • Lipide werden im Körper durch verschiedene Stoffwechselwege abgebaut und aufgebaut.
    • Der Abbau von Lipiden zu Fettsäuren und Glycerin wird als Lipolyse bezeichnet.
    • Die Fettsäuren werden dann durch den Prozess der ß- Oxidation zu Acetyl-CoA abgebaut.
    • Acetyl-CoA ist ein wichtiges Zwischenprodukt im Stoffwechsel, das in die Atmungskette eingeschleust werden kann und so zur Energiegewinnung beiträgt.
    • Die Neubildung von Fettsäuren, die Fettsäure-Synthese, findet im Zytosol statt und verläuft über den Multienzymkomplex der Fettsäuresynthase.
    • Die Fettsäuresynthese läuft unter Verbrauch von Acetyl-CoA und NADPH ab.

    Ketonkörper

    • Ketonkörper werden im Stoffwechsel aus Fettsäuren gebildet.
    • Sie sind wichtige Energiequellen für den Körper, besonderes im Hungerzustand oder bei Diabetes mellitus.
    • Ketonkörper können im Gehirn, im Muskelgewebe und in den meisten anderen Geweben als Energiequelle genutzt werden.

    Ketonkörperbildung bei Diabetes mellitus Typ I

    • Bei Diabetes mellitus Typ I ist die Produktion von Insulin gestört.
    • Insulin reguliert die Aufnahme von Glukose in die Zellen. Ohne Insulin kann Glukose nicht in die Zellen gelangen und der Körper schöpft aus seinen Fettreserven.
    • So wird eine erhöhte Menge an Ketonkörpern produziert, was zu einer Übersäuerung des Blutes führen kann. Dies ist ein gefährlicher Zustand (Ketoazidose), der medizinische Hilfe erfordert.

    DNA/RNA

    • DNA und RNA sind Nukleinsäuren, die die Erbinformation tragen.
    • DNA enthält Desoxyribose, während RNA Ribose enthält.
    • DNA besteht aus vier Basen: Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C).
    • RNA besteht aus vier Basen: Adenin (A), Uracil (U), Guanin (G) und Cytosin (C).
    • Die Basenpaare in DNA sind A-T und C-G.
    • DNA hat eine Doppelhelixstruktur, die aus zwei gegenüberliegenden Strängen besteht, die durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basen zusammengehalten werden.
    • DNA ist in Chromosomen organisiert, die in Zellkernen zu finden sind.
    • Jedes Nukleotid besteht aus einem Zucker, einem Phosphat und einer Base.
    • Die DNA-Replikation ist der Prozess, bei dem eine DNA-Kopie erstellt wird.
    • RNA-Transkripte sind einzelsträngige Kopien von DNA-Sequenzen, die für die Synthese von Proteinen verwendet werden.
    • mRNA ist die Boten-RNA, die die genetische Information von der DNA zu den Ribosomen trägt, wo die Proteinsynthese stattfindet.
    • tRNA ist die Transfer-RNA, die die Aminosäuren zu den Ribosomen transportiert, wo sie an Proteinen angebunden werden.
    • rRNA ist die ribosomale RNA, die ein wichtiger Bestandteil der Ribosomen ist.

    Enzyme, die DNA/RNA manipulieren

    • DNA-Polymerase synthetisiert neue DNA-Stränge, basierend auf einer DNA-Matrize.
    • DNA-Ligase verknüpft DNA-Stränge.
    • Restriktionsendonukleasen (REN) schneiden DNA-Stränge an spezifischen Sequenzen.
    • CRISPR-Cas9 ist ein programmierbares Werkzeug, das die DNA-Sequenzierung und Bearbeitung ermöglicht.
    • CRISPR steht für "clustered interspaced short palindromic repeats" und ist ein bakterielles Immunsystem.

    RNA-Synthese

    • Die Synthese von RNA von einer DNA-Matrize wird als Transkription bezeichnet.
    • RNA-Polymerase katalysiert die Transkription.
    • RNA-Polymerase ist ein großes Enzym, das aus vielen Untereinheiten besteht, darunter β- und β'-Einheiten, sowie ein Aktivitätszentrum, das ein Mg2+-Ion enthält.

    Translation

    • Die Translation ist der Prozess der Proteinbiosynthese, bei dem die genetische Information in mRNA in die Aminosäuresequenz eines Proteins übersetzt wird.
    • Ribosomen lesen die mRNA und fügen die entsprechenden Aminosäuren zusammen, die von tRNA-Molekülen transportiert werden.
    • Der genetische Code besteht aus Codons, die jeweils aus drei Basen bestehen und eine bestimmte Aminosäure kodieren.
    • Es gibt ein Startcodon (AUG), das den Beginn der Translation markiert, und drei Stopcodons (UGA, UAA, UAG), die das Ende der Translation signalisieren.

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    Description

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