Gluconeogenese und ihre Schritte
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Questions and Answers

Welche Aminosäuren sind rein ketogen?

  • Lysin (correct)
  • Leucin (correct)
  • Glycin
  • Serin

    • Was ist die Funktion von Fructose-2,6-Bisphosphat in der Glykolyse?

  • Es aktiviert die Fructose-1,6-Bisphosphatase.
  • Es stimuliert die Phosphofructokinase-1. (correct)
  • Es aktiviert die Glycogenolyse.
  • Es hemmt die Aktivität von Phosphofructokinase-1.

    • Welcher Zustand führt dazu, dass Glucagon ausgeschüttet wird?

  • Niedriger Blutzuckerspiegel (correct)
  • Hoher Insulinspiegel
  • Niedriger Konzentration an Fettsäuren
  • Hoher Blutzuckerspiegel

    • Wie beeinflusst Citrat die enzymatische Aktivität im Stoffwechsel?

    <p>Es hemmt die Glykolyse.</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit dem bifunktionalen Enzym bei hohem Glucosegehalt im Blut?

    <p>Es wird dephosphoryliert.</p> Signup and view all the answers

    Welche Reaktionen kontrollieren die Enzyme, die in der Gluconeogenese involviert sind?

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

    Was ist ein hemmender Indikator für die Glykolyse?

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

    Was bewirken hohe Mengen an Alanin im Stoffwechsel?

    <p>Hemmend die Phosphofructokinase-1.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Rolle von Glycerin im Stoffwechsel?

    <p>Es wird in die Glykolyse eingeschleust.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit cAMP bei der Ausschüttung von Insulin?

    <p>Es wird abgebaut.</p> Signup and view all the answers

    Welche Edukte sind an der Gluconeogenese beteiligt?

    <p>2 Pyruvat + 4 ATP + 2 GTP + 6 H2O + 2 NADH/H+</p> Signup and view all the answers

    Welches Kompartiment ist NICHT an der Gluconeogenese beteiligt?

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

    Welches Enzym ist dafür verantwortlich, dass Pyruvat in Oxalacetat umgewandelt wird?

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

    Welches Substrat hat nicht die Fähigkeit, zur Gluconeogenese beizutragen?

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

    Was geschieht mit Oxalacetat, nachdem es im Mitochondrium gebildet wurde?

    <p>Es wird ins Cytosol transportiert.</p> Signup and view all the answers

    Wie viele ATP-Moleküle werden insgesamt benötigt, um von Pyruvat zu Glukose in der Gluconeogenese zu gelangen?

    <p>4 ATP</p> Signup and view all the answers

    Welches Substrat kann am leichtesten in die Gluconeogenese eingeschleust werden, wenn man weiter oben einsteigt?

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

    Welches der folgenden Enzyme ist direkt im Cytoplasma aktiv?

    <p>G6Phosphatase</p> Signup and view all the answers

    Was ist der quantitativ wichtigste Ausgangsstoff der Gluconeogenese?

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

    Wofür wird NADH/H+ in der Gluconeogenese verwendet?

    <p>Für die Reduktion von Oxalacetat.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über die Gluconeogenese ist korrekt?

    <p>Lactat ist der quantitativ wichtigste Ausgangsstoff der Gluconeogenese.</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym ist für die Umwandlung von Pyruvat in Oxalacetat zuständig?

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

    In welchem Zellkompartiment findet die Reaktion zur Umwandlung von Oxalacetat zu Phosphoenolpyruvat statt?

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

    Welche Aminosäuren tragen nicht zur Gluconeogenese bei?

    <p>Leucin und Lysin</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Moleküle ATP werden benötigt, um von Pyruvat zu Glukose in der Gluconeogenese zu gelangen?

    <p>6 ATP</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Enzyme hat eine wichtige Rolle in der Gluconeogenese?

    <p>Malat-Dehydrogenase</p> Signup and view all the answers

    Wo wird die Glucose-6-Phosphatase hauptsächlich lokalisiert?

    <p>Endoplasmatisches Retikulum</p> Signup and view all the answers

    Was wird benötigt, um Pyruvat in der Gluconeogenese in Oxalacetat zu überführen?

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

    Welche der folgenden Reaktionen erfordert den Einsatz von NADH/H+ in der Gluconeogenese?

    <p>Umwandlung von Malat zu Oxalacetat</p> Signup and view all the answers

    Wie wird der Stoff Oxalacetat ins Cytosol transportiert?

    <p>Indem es in Malat umgewandelt wird</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat das bifunktionelle Enzym bei niedrigem Blutzucker?

    <p>Es hemmt die Bildung von Fructose-2,6-Bisphosphat.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Substanzen hemmt die Fructose-1,6-Bisphosphatase während der Gluconeogenese?

    <p>Fructose-2,6-Bisphosphat</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit dem cAMP-Spiegel bei der Insulinausschüttung?

    <p>Er wird abgebaut, was die Glykolyse fördert.</p> Signup and view all the answers

    In welchem Zusammenhang steht das Vorhandensein von Alanin im Stoffwechsel?

    <p>Es hemmt die Glykolyse bei niedriger Energieladung.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aminosäuren sind allein für die Bildung von Ketonkörpern verantwortlich?

    <p>Leucin und Lysin</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen zur Regulation der Glykolyse ist korrekt?

    <p>Die gegenüberliegende Regulation von Glykolyse und Gluconeogenese erfolgt über Fructose-2,6-Bisphosphat.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Wirkung von Citrat auf den Stoffwechsel?

    <p>Citrat hemmt die Glykolyse und wirkt als Indikator für hohe Energieladung.</p> Signup and view all the answers

    Wie wird Glycerin in die Gluconeogenese eingeschleust?

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

    Welcher Faktor wirkt stimulierend auf die Glykolyse?

    <p>Hohe Mengen an ADP als Indikator für niedrige Energieladung.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    ### Gluconeogenese

    • Definition: Die Neubildung von Glucose aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorläufern.
    • Edukte: 2 Pyruvat, 4 ATP, 2 GTP, 6 H2O, 2 NADH/H+
    • Produkte: Glucose, 2 GDP, 2 P, 4 ADP, 4 P, 2 NAD+
    • Wichtige Ausgangssubstrate: Lactat ist das quantitativ wichtigste, Pyruvat ist ein weiteres.
    • Zellkompartimente: Cytosol, Mitochondrien, ER.
    • Orte der Gluconeogenese: Leber, Nierenrinde (Zellen des proximalen Tubulus), Dünndarm (Epithelzellen).

    Schritte der Gluconeogenese:

    • Pyruvat-Carboxylase und Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase:
      • Befinden sich in der mitochondrialen Matrix.
      • Oxalacetat wird über einen Antiport (alpha Ketoglutarat) ins Cytosol transportiert.
      • Wichtiger Punkt: Die mitochondriale Innenmembran besitzt keinen Transporter für Oxalacetat.
      • Oxalacetat wird durch NADH/H+ zu Malat reduziert.
      • Malat wird im Cytosol durch NAD+ zu Oxalacetat reoxidiert.
    • Fructose-1,6-Bisphosphatase: Katalysiert die reversible Umwandlung von Fructose 1,6-Bisphosphat zu Fructose 6-Phosphat.
    • G6Phosphatase: Katalysiert die reversible Umwandlung von Glucose 6-Phosphat zu Glucose.
    • ATP-Verbrauch: Die Gluconeogenese benötigt 6 ATP pro Glucosemolekül.

    Gluconeogenese aus glucogenen Aminosäuren:

    • Glucogene Aminosäuren können Glucose bilden.
    • Sie werden zu Pyruvat und Metaboliten des Citratzyklus abgebaut.
    • Aminosäuren, die zur Gluconeogenese beitragen: Alle Aminosäuren außer Lysin und Leucin.
    • Aminosäuren, die nicht zur Gluconeogenese beitragen: Lysin und Leucin.
    • Ketogene Aminosäuren: Lysin und Leucin werden zu Acetyl-CoA abgebaut und können nicht zur Gluconeogenese beitragen.
    • Ketonkörper: Ketogene Aminosäuren bilden im Fasten Ketonkörper.

    Gluconeogenese aus Glycerin:

    • Triacylglycerine (TAG) werden durch Lipolyse in Fettsäuren und Glycerin gespalten.
    • Glycerin wird zu 3-Dihydroxyacetonphosphat umgewandelt und in die Gluconeogenese eingeschleust.

    Regulation der Gluconeogenese:

    • irreversible Reaktionen: Die Gluconeogenese wird durch mehrere irreversible Reaktionen reguliert.
    • enzymbegrenzte Reaktionen: Die enzymatische Aktivität limitiert den Substratfluss.
    • Verzweigungsstellen im Stoffwechsel: Die Enzyme kontrollieren häufig einen frühen Schritt im Stoffwechselweg und regulieren Verzweigungsstellen im Stoffwechsel.
    • allosterische Regulation: Enzyme der Gluconeogenese werden allosterisch durch verschiedene Metaboliten reguliert.

    Regulation der Gluconeogenese durch Fructose-2,6-Bisphosphat:

    • Fructose-2,6-Bisphosphat: Ist ein wichtiges Regulationselement der Gluconeogenese und Glykolyse.
    • Insulin: Aktiviert die Proteinphosphatase 1, wodurch das bifunktionelle Enzym dephosphoryliert wird, was zur Bildung von Fructose-2,6-Bisphosphat führt. Fructose-2,6-Bisphosphat aktiviert Phosphofructokinase-1 und steigert die Glykolyse.
    • Glucagon: Aktiviert die Proteinkinase A, wodurch das bifunktionelle Enzym phosphoryliert wird und Fructose-2,6-Bisphosphat NICHT gebildet wird. Dadurch wird Phosphofructokinase-1 nicht aktiviert und die Glykolyse reduziert.

    Energiegewinnung aus Fettsäureabbau:

    • Fettsäureabbau: Fettsäuren werden zu Acetyl-CoA abgebaut.
    • Ketonkörper: Acetyl-CoA kann zu Ketonkörpern umgewandelt werden, die als Energiequelle dienen können.
    • Glykolyse: Die Glykolyse wird durch eine niedrige Energieladung (hohes AMP, niedriges ATP) stimuliert.
    • Gluconeogenese: Die Gluconeogenese wird durch eine hohe Energieladung (hohes ATP) stimuliert.

    Gluconeogenese

    • DieGluconeogenese ist der anabole Stoffwechselweg, der Glucose aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorläufern synthetisiert.
    • Edukte: 2 Pyruvat + 4 ATP + 2 GTP + 6 H2O + 2 NADH/H+
    • Produkte: Glucose + 2 GDP + 2 P + 4 ADP + 4 P + 2 NAD+
    • Hauptsächlich in der Leber und Niere durchgeführt.
    • 3 verschiedene Zellkompartimente sind an der Gluconeogenese beteiligt: Cytosol, Mitochondrien, ER.
    • Der Transport des Stoffes (Oxalacetat) ins Cytosol ist notwendig, da die Mitochondriale Innenmembran keinen Transporter für Oxalacetat besitzt.
    • Die Gluconeogenese ist ein energieintensiver Prozess mit einer Nettobilanz von 6 ATP, die benötigt werden.

    Gluconeogenese wichtige Enzyme

    • Pyruvat-Carboxylase: Katalysiert die Umwandlung von Pyruvat zu Oxalacetat (2 ATP).
    • Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase: Katalysiert die Umwandlung von Oxalacetat zu Phosphoenolpyruvat (2 ATP).
    • Fructose-1,6-Bisphosphatase: Katalysiert die Umwandlung von Fructose-1,6-Bisphosphat zu Fructose-6-Phosphat.
    • Glucose-6-Phosphatase: Katalysiert die Umwandlung von Glucose-6-Phosphat zu Glucose.

    Gluconeogenese - wichtige Schritte

    • Enzyme, die für die irreversible Reaktion verantwortlich sind, kontrollieren enzymbegrenzte Reaktionen.
    • Enzymbegrenzende Reaktionen sind oft frühe Schritte im Stoffwechselweg und kontrollieren Verzweigungspunkte im Stoffwechsel.
    • Regulierung der Gluconeogenese erfolgt durch Hormone wie Insulin und Glucagon.
    • Insulin fördert die Glykolyse, während Glucagon die Gluconeogenese fördert und den Abbau von Glucose hemmt.
    • Insulin aktiviert Proteinphosphatase 1, die das bifunktionelle Enzym dephosphoryliert. Dies führt zur Bildung von Fructose-2,6-Bisphosphat, das Phosphofructokinase-1 aktiviert und somit die Glykolyse fördert.
    • Glucagon aktiviert Proteinkinase A, die das bifunktionelle Enzym phosphoryliert. Dies verhindert die Bildung von Fructose-2,6-Bisphosphat, wodurch die Glykolyse gehemmt wird.
    • Fructose-2,6-Bisphosphat spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Glucosestoffwechsels.
    • Es aktiviert die Phosphofructokinase-1 in der Glykolyse und hemmt die Fructose-1,6-Bisphosphatase in der Gluconeogenese.
    • Glucagon fördert die Gluconeogenese, indem es cAMP erhöht und Proteinkinase A aktiviert, die das bifunktionelle Enzym phosphoryliert.
    • Insulin fördert die Glykolyse, indem es die Proteinkinase A inhibiert und Proteinphosphatase 1 aktiviert, was zur Dephosphorylierung des bifunktionellen Enzyms führt.

    Gluconeogenese - Substrat

    • Lactat ist das quantitativ wichtigste Ausgangssubstrat der Gluconeogenese.
    • Glucogene Aminosäuren können in Pyruvat oder Oxalacetat umgewandelt werden und zur Gluconeogenese beitragen.
    • Glycerin aus Triacylglycerinen wird in Dihydroxyacetonphosphat umgewandelt und in die Gluconeogenese eingeschleust.
    • Fettsäuren können nicht direkt zu Glucose umgewandelt werden, da die Reaktion von Pyruvat zu Acetyl-CoA irreversibel ist.

    Gluconeogenese - Wichtige Fakten

    • Die Gluconeogenese ist die Synthese von Glucose aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorläufern.
    • Die Gluconeogenese findet hauptsächlich in der Leber und Niere statt.
    • Die Gluconeogenese ist ein energieintensiver Prozess, der 6 ATP pro Glucose-Molekül verbraucht.
    • Die Gluconeogenese wird durch Hormone wie Insulin und Glucagon reguliert.
    • Insulin hemmt die Gluconeogenese, während Glucagon sie fördert.
    • Gluconeogenese und Glykolyse sind entgegengesetzte Stoffwechselwege, die fein reguliert sind, um den Blutzuckerspiegel zu kontrollieren.

    Ketogene Aminosäuren

    • Lysin und Leucin sind die einzigen ketogenen Aminosäuren.
    • Ketogene Aminosäuren werden zu Acetyl-CoA abgebaut und können nicht zur Gluconeogenese beitragen.
    • Ketogene Aminosäuren bilden bei Fasten Ketonkörper.

    Gluconeogenese - Wichtige Enzyme

    • Pyruvat-Carboxylase: Katalysiert die Umwandlung von Pyruvat zu Oxalacetat.
    • Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase: Katalysiert die Umwandlung von Oxalacetat zu Phosphoenolpyruvat.
    • Fructose-1,6-Bisphosphatase: Katalysiert die Umwandlung von Fructose-1,6-Bisphosphat zu Fructose-6-Phosphat.
    • Glucose-6-Phosphatase: Katalysiert die Umwandlung von Glucose-6-Phosphat zu Glucose.

    Gluconeogenese - Wichtige Schritte

    • Die Gluconeogenese beginnt mit der Umwandlung von Pyruvat zu Oxalacetat.
    • Oxalacetat wird dann zu Phosphoenolpyruvat umgewandelt.
    • Phosphoenolpyruvat wird dann durch eine Reihe von Reaktionen zu Glucose umgewandelt.

    Gluconeogenese - Regulierung

    • Die Gluconeogenese wird hauptsächlich durch das Verhältnis von ATP zu AMP reguliert.
    • Ein hohes ATP/AMP-Verhältnis hemmt die Gluconeogenese.
    • Ein niedriges ATP/AMP-Verhältnis fördert die Gluconeogenese.
    • Glucagon fördert die Gluconeogenese.
    • Insulin hemmt die Gluconeogenese.
    • Fructose-2,6-Bisphosphat ist ein wichtiger Regulator der Gluconeogenese.
    • Fructose-2,6-Bisphosphat hemmt die Fructose-1,6-Bisphosphatase und aktiviert die Phosphofructokinase-1.

    Gluconeogenese - Wichtige Fakten

    • Die Gluconeogenese ist ein anaboler Stoffwechselweg, der Glucose aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorläufern synthetisiert.
    • Die Gluconeogenese ist wichtig, um den Blutzuckerspiegel während des Fastens oder bei Hunger aufrechtzuerhalten.
    • Die Gluconeogenese ist ein energieintensiver Prozess, der 6 ATP pro Glucose-Molekül verbraucht.
    • Glucogene Aminosäuren: Umsetzung dieser Aminosäuren in Pyruvat und Metabolite des Citratzyklus führt zur Gluconeogenese.
    • Ketogene Aminosäuren: Abbau zu Acetyl-CoA erfolgt ohne Beteiligung an der Gluconeogenese.
    • Glycerin aus der Lipolyse kann in Dihydroxyacetonphosphat umgewandelt werden, welches in die Gluconeogenese eingeschleust wird.
    • Die Gluconeogenese wird durch Hormone wie Insulin und Glucagon reguliert.
    • Insulin hemmt die Gluconeogenese, während Glucagon sie fördert.

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    Description

    Dieses Quiz behandelt die Gluconeogenese, die Neubildung von Glucose aus Nicht-Kohlenhydraten. Es werden wichtige Enzyme und Schritte des Prozesses betrachtet, einschließlich der Rolle von Pyruvat und Oxalacetat. Teste dein Wissen über die biochemischen Mechanismen und Orte der Gluconeogenese.

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