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Questions and Answers
Welche Aminosäuren sind rein ketogen?
Was ist die Funktion von Fructose-2,6-Bisphosphat in der Glykolyse?
Welcher Zustand führt dazu, dass Glucagon ausgeschüttet wird?
Wie beeinflusst Citrat die enzymatische Aktivität im Stoffwechsel?
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Was geschieht mit dem bifunktionalen Enzym bei hohem Glucosegehalt im Blut?
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Welche Reaktionen kontrollieren die Enzyme, die in der Gluconeogenese involviert sind?
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Was ist ein hemmender Indikator für die Glykolyse?
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Was bewirken hohe Mengen an Alanin im Stoffwechsel?
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Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Rolle von Glycerin im Stoffwechsel?
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Was passiert mit cAMP bei der Ausschüttung von Insulin?
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Welche Edukte sind an der Gluconeogenese beteiligt?
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Welches Kompartiment ist NICHT an der Gluconeogenese beteiligt?
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Welches Enzym ist dafür verantwortlich, dass Pyruvat in Oxalacetat umgewandelt wird?
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Welches Substrat hat nicht die Fähigkeit, zur Gluconeogenese beizutragen?
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Was geschieht mit Oxalacetat, nachdem es im Mitochondrium gebildet wurde?
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Wie viele ATP-Moleküle werden insgesamt benötigt, um von Pyruvat zu Glukose in der Gluconeogenese zu gelangen?
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Welches Substrat kann am leichtesten in die Gluconeogenese eingeschleust werden, wenn man weiter oben einsteigt?
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Welches der folgenden Enzyme ist direkt im Cytoplasma aktiv?
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Was ist der quantitativ wichtigste Ausgangsstoff der Gluconeogenese?
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Wofür wird NADH/H+ in der Gluconeogenese verwendet?
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Welche der folgenden Aussagen über die Gluconeogenese ist korrekt?
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Welches Enzym ist für die Umwandlung von Pyruvat in Oxalacetat zuständig?
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In welchem Zellkompartiment findet die Reaktion zur Umwandlung von Oxalacetat zu Phosphoenolpyruvat statt?
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Welche Aminosäuren tragen nicht zur Gluconeogenese bei?
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Wie viele Moleküle ATP werden benötigt, um von Pyruvat zu Glukose in der Gluconeogenese zu gelangen?
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Welches der folgenden Enzyme hat eine wichtige Rolle in der Gluconeogenese?
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Wo wird die Glucose-6-Phosphatase hauptsächlich lokalisiert?
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Was wird benötigt, um Pyruvat in der Gluconeogenese in Oxalacetat zu überführen?
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Welche der folgenden Reaktionen erfordert den Einsatz von NADH/H+ in der Gluconeogenese?
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Wie wird der Stoff Oxalacetat ins Cytosol transportiert?
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Welche Funktion hat das bifunktionelle Enzym bei niedrigem Blutzucker?
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Welche der folgenden Substanzen hemmt die Fructose-1,6-Bisphosphatase während der Gluconeogenese?
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Was passiert mit dem cAMP-Spiegel bei der Insulinausschüttung?
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In welchem Zusammenhang steht das Vorhandensein von Alanin im Stoffwechsel?
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Welche Aminosäuren sind allein für die Bildung von Ketonkörpern verantwortlich?
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Welche der folgenden Aussagen zur Regulation der Glykolyse ist korrekt?
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Was beschreibt die Wirkung von Citrat auf den Stoffwechsel?
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Wie wird Glycerin in die Gluconeogenese eingeschleust?
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Welcher Faktor wirkt stimulierend auf die Glykolyse?
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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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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.
