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H+-Herstellung im Stoffwechsel
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H+-Herstellung im Stoffwechsel

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Questions and Answers

Woher stammen die H+-Ionen im Körper?

  • Nur aus der CO2-Produktion
  • Aus der Bildung von Netto-Protonen
  • Nur aus der Anhäufung von H+ im Intermediärstoffwechsel
  • Aus beiden Quellen (correct)

    • Was ist das Ergebnis der oxidativen Decarbonylierung von Fettsäuren?

  • Lactat
  • Essigsäure
  • Milchsäure
  • Ketonkörper (correct)

    • Was ist die Bedeutung der Protonen im Stoffwechsel?

  • Sie inhibieren Enzyme
  • Sie haben keine Bedeutung
  • Sie sind Reaktionspartner vieler Reaktionen (correct)
  • Sie wirken als Katalysatoren

    • Wie viele mmol H+-Ionen müssen täglich über die Nieren ausgeschieden werden?

    <p>60 +/- 20 mmol</p> Signup and view all the answers

    Wo werden die Protonen eliminiert?

    <p>In allen drei Organen</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Ergebnis der anaeroben Glykolyse?

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

    Was sind die Pufferbasen im Körper?

    <p>Basen, die Protonen binden</p> Signup and view all the answers

    Wie viel mmol H+-Ionen sind im Körper vorhanden?

    <p>105 mmol</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein charakteristisches Merkmal von Aminosäuren in Lösung bei neutralem pH-Wert?

    <p>Sie sind vorwiegend ionisiert</p> Signup and view all the answers

    Was ist der isoelektrische Punkt Ip einer Aminosäure?

    <p>Der pH-Wert, an dem das Zwitterion keine Nettoladung mehr trägt</p> Signup and view all the answers

    Wie kann man Aminosäuren aufgrund ihrer Seitenketten klassifizieren?

    <p>In 4 Gruppen: hydrophob, polar, positiv geladen und negativ geladen</p> Signup and view all the answers

    Welche Aminosäure hat keine freie Aminogruppe?

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

    Was ist ein Merkmal von hydrophoben Aminosäuren?

    <p>Sie neigen dazu, miteinander zu assoziieren, anstatt mit Wasser in Kontakt zu treten</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Beispiel für eine Aminosäure mit einer Seitenkette, die beim physiologischen pH-Wert eine positive Ladung trägt?

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

    Wie viele proteinogene Aminosäuren gibt es?

    <p>21</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Merkmal von Aminosäuren mit einer neutralen Seitenkette?

    <p>Sie haben eine Seitenkette mit einer neutralen Ladung</p> Signup and view all the answers

    Welche Aminosäure kommt in jeder dritten Position in der alpha-Helix des Kollagens vor?

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

    Warum fehlt die Hydroxylierung von Prolin im Kollagen bei Skorbut?

    <p>Vitamin C-Mangel</p> Signup and view all the answers

    Was ist charakteristisch für die Struktur der Kollagen-Triple-Helix?

    <p>Glycin im Inneren, Prolin und HP außen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion von Membranproteinen Typ III?

    <p>Signaltransduktion durch G-Proteine</p> Signup and view all the answers

    Was ist charakteristisch für Membranproteine Typ V?

    <p>Kovalente Anbindung an die Membran durch GPI-Anker</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion von Porinen?

    <p>Stoffaustausch großer Moleküle</p> Signup and view all the answers

    Wo kommen Membranproteine vor?

    <p>In beiden, eukaryotischen und prokaryotischen Zellen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Größe der Moleküle, die durch Porine transportiert werden können?

    <p>5000 Dalton</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion von Ferrioxidase I/Caeruloplasmin?

    <p>Oxidation von Fe2+ zu Fe3+</p> Signup and view all the answers

    Wie viel Prozent des Transferrineisens geht an die roten Blutzellen?

    <p>70-80%</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Folge niedriger Eisenkonzentration auf die Translation von mRNAs?

    <p>IRP1 bindet an Iron Response Elements</p> Signup and view all the answers

    Was ist Hämosiderin?

    <p>Ein abgebautes Ferritin</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Folge von Hämosiderose?

    <p>Eine vermehrte Eisenablagerung im Leberparenchym</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion von IRP1?

    <p>Bindung an Iron Response Elements und Stabilisierung von mRNAs</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion von Transferrin?

    <p>Eisen-Transport</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Folge von Hämochromatose?

    <p>Eine genetische Störung des Eisenhaushaltes</p> Signup and view all the answers

    Was passiert bei einer kompetitiven Enzymhemmung?

    <p>Die maximale Reaktionsgeschwindigkeit bleibt gleich.</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet ein kleiner Km-Wert?

    <p>Eine hohe Afinnität des Enzyms zum Substrat.</p> Signup and view all the answers

    Was sind Allosterische Enzyme?

    <p>Enzyme, die aus mehreren Untereinheiten bestehen.</p> Signup and view all the answers

    Was sind Isoenzyme?

    <p>Enzyme, die die gleiche Reaktion katalysieren, aber strukturell verschieden sind.</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion haben Oxidoreduktasen?

    <p>Übertragen Elektronen.</p> Signup and view all the answers

    Was sind Transferasen?

    <p>Enzyme, die chemische Gruppen übertragen.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Folge einer irreversiblen Enzymhemmung?

    <p>Die maximale Reaktionsgeschwindigkeit wird reduziert.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Bedeutung des Km-Werts?

    <p>Ein Maß für die Afinnität des Enzyms zum Substrat.</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Zweck des Katabolismus?

    <p>Die Energiegewinnung und Bereitstellung von Bausteinen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die energetische Ausbeute des Katabolismus?

    <p>60% wird in Wärme und 40% in chemische Energie umgesetzt</p> Signup and view all the answers

    Welcher Nährstoff ist für die Erythrozyten obligatorisch?

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

    Was ist der physiologische Brennwert?

    <p>Die Energiemenge, die bei der Verbrennung im Körper frei wird</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Zusammenhang zwischen einer Zustandsänderung und der Energieänderung?

    <p>Die Energieänderung ist unabhängig vom Weg der Zustandsänderung</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Zweck des Anabolismus?

    <p>Der Aufbau von Körpersubstanz und Speichermolekülen</p> Signup and view all the answers

    Was ist das gemeinsame Produkt des hydrolytischen Abbaus von Nährstoffen?

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

    Was ist der Zweck von chemischen Reaktionen im Stoffwechsel?

    <p>Energie zu erzeugen und Bausteine bereitzustellen</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht bei der Oxidation von Glucose?

    <p>Glucose wird zu CO2, H2O und 2850 kJ/mol umgesetzt</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielen Transkriptionsfaktoren (TF) bei der Genexpressionsregulation?

    <p>Sie binden an den Promotor und enhancen die Transkription</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion von Enhancern?

    <p>Sie sind nicht-transkribierte Gensequenzen, die die mRNA-Produktion verstärken</p> Signup and view all the answers

    Wodurch kann die Transkription zusätzlich beeinflusst werden?

    <p>durch die Methylierung von Basen</p> Signup and view all the answers

    Was sind Ribozyme?

    <p>RNA-Moleküle mit katalytischer Aktivität</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Gegensatz zu Enhancern?

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

    Was ist der Name des Komplexes, der bei der Synthese von tRNA involviert ist?

    <p>RNase P</p> Signup and view all the answers

    Was passiert bei einer vollständigen Sättigung der Enzymmoleküle?

    <p>Die maximale Reaktionsgeschwindigkeit wird erreicht</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Km-Wert?

    <p>Ein Maß für die Affinität des Enzyms zu einem Substrat</p> Signup and view all the answers

    Was passiert bei einer kompetitiven Enzymhemmung?

    <p>vmax bleibt gleich</p> Signup and view all the answers

    Was sind Allosterische Enzyme?

    <p>Enzyme mit mehreren Untereinheiten</p> Signup and view all the answers

    Was sind Isoenzyme?

    <p>Enzyme, die die gleiche Reaktion katalysieren, aber strukturell verschieden sind</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion haben Oxidoreduktasen?

    <p>Übertragen Elektronen</p> Signup and view all the answers

    Was sind Transferasen?

    <p>Enzyme, die chemische Gruppen übertragen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Folge einer irreversiblen Enzymhemmung?

    <p>vmax sinkt</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Zweck des Katabolismus?

    <p>Die Energiegewinnung und Bereitstellung von Bausteinen für den Anabolismus</p> Signup and view all the answers

    Welcher Nährstoff ist für die Erythrozyten obligatorisch?

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

    Was ist der physiologische Brennwert?

    <p>Die bei der Verbrennung im Körper frei werdende Energiemenge</p> Signup and view all the answers

    Was ist das gemeinsame Produkt des hydrolytischen Abbaus von Nährstoffen?

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

    Was ist der Zweck von chemischen Reaktionen im Stoffwechsel?

    <p>Die Energiegewinnung</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Zusammenhang zwischen einer Zustandsänderung und der Energieänderung?

    <p>Die Energieänderung ist unabhängig vom Weg der Zustandsänderung</p> Signup and view all the answers

    Was ist die energetische Ausbeute des Katabolismus?

    <p>40% chemische Energie, 60% Wärme</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Zweck des Anabolismus?

    <p>Der Aufbau von Speichermolekülen und zellulären Bausteinen</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Zweck des Katabolismus?

    <p>Abbau von Stoffen zur Energieerzeugung</p> Signup and view all the answers

    Welche chemische Reaktion findet bei der Oxidation von Glucose statt?

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

    Was ist das Ergebnis der chemischen Reaktionen im Stoffwechsel?

    <p>Energieerzeugung und Bereitstellung von Bausteinen</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Zweck von chemischen Reaktionen im Stoffwechsel?

    <p>Abbau von Stoffen zur Energieerzeugung</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Ergebnis der oxidativen Decarbonylierung von Fettsäuren?

    <p>Nicht erwähnt im Text</p> Signup and view all the answers

    Was ist die energetische Ausbeute des Katabolismus?

    <p>Nicht erwähnt im Text</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion von Transkriptionsfaktoren (TF) bei der Genexpressionsregulation?

    <p>Regulation der Transkription</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Enhancer?

    <p>Eine nicht-transkribierte Gensequenz, die die Transkription stimuliert</p> Signup and view all the answers

    Was passiert bei einer kompetitiven Enzymhemmung?

    <p>Km wird erhöht</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion haben Oxidoreduktasen?

    <p>Übertragen Elektronen</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet ein kleiner Km-Wert?

    <p>Das Enzym hat eine hohe Affinität zum Substrat</p> Signup and view all the answers

    Was sind Allosterische Enzyme?

    <p>Enzyme, die durch Bindung von Molekülen an allosterische Sites ihre Aktivität ändern</p> Signup and view all the answers

    Was sind Isoenzyme?

    <p>Enzyme, die die gleiche Funktion haben, aber strukturell verschieden sind</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Folge einer irreversiblen Enzymhemmung?

    <p>Die Enzymaktivität wird irreversibel blockiert</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion haben Transferasen?

    <p>Übertragen chemische Gruppen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Bedeutung des Km-Werts?

    <p>Der Km-Wert beschreibt die Affinität des Enzyms zum Substrat</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    H+-Ionen

    • CO2-Produktion: Glukose + 6 Sauerstoff → 6 CO2 + 6 Wasser → 6 HCO3- + 6 H+
    • Anhäufung von H+ aus dem Intermediärstoffwechsel: flüchtige organische Säuren wie Laktat
    • Bildung von Netto-Protonen: nicht flüchtige anorganische Säuren wie Schwefel und Phosphorsäure

    Anaerobe Glykolyse

    • Abbau von Glukose unter anaeroben Bedingungen: Glukose → 2 Milchsäure → 2 Lactat- + 2 H+
    • Fettsäuren → Ketogenese (Leber): Acetessigsäure → Aceton (Ketolyse) → Ketonkörper → CO2 und Wasser

    Protonenelimination aus dem Stoffwechsel

    • CO2 → Lunge (Abatmung von CO2)
    • Ketonkörper → Lunge (Oxidation → CO2 + H2O)
    • Lactat → Lunge (Lactat-Oxidation → CO2 + H2O) / Leber (Gluconeogenese: Glucose)
    • Netto-Protonen → Niere (Oxidation von Stoffwechselbasen Lactat, Maltat, Citrat)

    Bedeutung der Protonen

    • Reaktionspartner vieler Reaktionen
    • Einfluss auf Enzymaktivität
    • Atmung, Lungen- und Nierenfunktion

    Aminosäuren

    • Ionisiert bei neutralem pH-Wert: dipolares Zwitterion
      • Aminogruppe: protoniert (NH3+)
      • Carboxylgruppe: dissoziiert/deprotoniert (COO-)
    • Ampholyte und Puffer
    • Isoelektrischer Punkt (Ip): pH-Wert, an dem das Zwitterion keine Netto Ladung mehr trägt

    Klassifizierung der 21 proteinogenen Aminosäuren

    • Hydrophobe Aminosäuren: Glycin, Alanin, Prolin, Valin, Leucin, Isoleucin, Methionin
    • Polare Aminosäuren: neutralen Seitenkette
    • Positiv geladene Aminosäuren: Seitenkette mit positiver Ladung
    • Negativ geladene Aminosäuren: Seitenkette mit negativer Ladung

    Membranproteine

    • ca. 30% aller Proteine, interagieren mit hydrophober Lipidschicht
    • alpha-Helices mit exponierten hydrophoben Aminosäuren sind für die Wechselwirkungen wichtig
    • Transmembranhelix, durchspannt die Membran vollständig

    Enzyme

    • Maximale Reaktionsgeschwindigkeit: v(max) ist proportional zur Gesamtkonzentration des Enzyms
    • Km-Wert: Maß für die Affinität des Enzyms zu einem Substrat
    • Enzymhemmung: reversibel und irreversibel, kompetitiv und nicht-kompetitiv
    • Allosterische Enzyme: Meist aus mehreren Untereinheiten, oft Schlüsselenzyme
    • Isoenzyme: Katalysieren die gleiche Reaktionen, sind jedoch strukturell verschieden
    • Enzymklassen: Oxidoreduktasen, Transferasen, etc.

    Eisenstoffwechsel

    • Transferrin: Blutplasmaprotein & Transport
    • Eisenaufnahme durch Transferrin-Rezeptoren
    • Regulation der Eisenhomöostase: Feedback-Mechanismus durch Eisenkonzentration
    • Hämosiderose: vermehrte Eisenablagerung - v.a. im Leberparenchym
    • Hämochromatose: genetische Krankheit, Defekt im HFE-Gen

    Energiehaushalt

    • Die Endprodukte des Stoffwechsels sind energieärmer als die Nährstoffe
    • Katabolismus liefert chemische Energie und Bausteine für den Anabolismus
    • Chemische Energie wird benötigt für:
      • Homöostase
      • Biosynthese
      • Osmotische Arbeit
      • Mechanische Arbeit
      • Signaltransduktion
      • Aufbau von Körpersubstanz (Anabolismus)

    Nährstoffabbau

    • Glycogen wird zu Glucose abgebaut
    • TAG wird zu Glycerin und Fettsäuren abgebaut
    • Proteine werden zu Aminosäuren abgebaut
    • Hydrolytischer Abbau zu den Bausteinen führt zum gemeinsamen zentralen Metabolit des Stoffwechsels (Acetyl-CoA)

    Stoffwechselintermediat

    • Alle drei Nährstoffgruppen sind für die Energiegewinnung geeignet und austauschbar
    • Glucose ist obligatorisch für Erythrozyten und Gehirn (+ Ketonkörper)
    • Leber als zentrales Organ stellt Glucose zur Verfügung

    Anabolismus

    • Anabolismus ist der Aufbau von Speichermolekülen und zellulären Bausteinen

    Intermediärstoffwechsel

    • Intermediärstoffwechsel ist der Stoffwechsel der Zwischenprodukte zwischen Bausteinen und Endprodukten

    Energieumsatz

    • Energieumsatz: Messung der Energiezufuhr
    • 1 kcal erwärmt 1l Wasser um 1°C
    • 1 cal = Erwärmung von 1 ml H2O um 1°C
    • 1 kcal = 1000 cal
    • 1 Joule (J) = 1 Newtonm = 1 kgm^2*s^-1
    • 1 kcal = 4,2 kJ

    Hessianischer Satz

    • Die mit einer Zustandsänderung verbundene Energieänderung ist unabhängig vom Weg der Zustandsänderung

    Physikalischer und physiologischer Brennwert

    • Physikalischer Brennwert: Energiemenge, die bei vollständiger Verbrennung im Kalorimeter frei wird
    • Physiologischer Brennwert: Energiemenge, die bei der Verbrennung im Körper frei wird

    Brennwert

    • Brennwert von Proteinen, Kohlenhydraten, Fetten und Ethanol:
      • Proteine: C, H, O, N, S
      • Kohlenhydrate: C, H, O
      • Fette: C, H, O
      • Ethanol: C, H, O

    Genregulation

    • Transkription von Genen wird durch TF, Co-Aktivatoren, Enhancer und Silencer gesteuert

    Stoffwechsel

    • Stoffwechsel = Metabolismus
    • Stoffwechsel umfasst alle chemischen Reaktionen, die dem Abbau von Stoffen zur Energieerzeugung oder zur Bereitstellung von Bausteinen für die Synthese von Biomolekülen dienen

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    • Die Endprodukte des Stoffwechsels sind energieärmer als die Nährstoffe
    • Katabolismus liefert chemische Energie und Bausteine für den Anabolismus
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      • Homöostase
      • Biosynthese
      • Osmotische Arbeit
      • Mechanische Arbeit
      • Signaltransduktion
      • Aufbau von Körpersubstanz (Anabolismus)

    Nährstoffabbau

    • Glycogen wird zu Glucose abgebaut
    • TAG wird zu Glycerin und Fettsäuren abgebaut
    • Proteine werden zu Aminosäuren abgebaut
    • Hydrolytischer Abbau zu den Bausteinen führt zum gemeinsamen zentralen Metabolit des Stoffwechsels (Acetyl-CoA)

    Stoffwechselintermediat

    • Alle drei Nährstoffgruppen sind für die Energiegewinnung geeignet und austauschbar
    • Glucose ist obligatorisch für Erythrozyten und Gehirn (+ Ketonkörper)
    • Leber als zentrales Organ stellt Glucose zur Verfügung

    Anabolismus

    • Anabolismus ist der Aufbau von Speichermolekülen und zellulären Bausteinen

    Intermediärstoffwechsel

    • Intermediärstoffwechsel ist der Stoffwechsel der Zwischenprodukte zwischen Bausteinen und Endprodukten

    Energieumsatz

    • Energieumsatz: Messung der Energiezufuhr
    • 1 kcal erwärmt 1l Wasser um 1°C
    • 1 cal = Erwärmung von 1 ml H2O um 1°C
    • 1 kcal = 1000 cal
    • 1 Joule (J) = 1 Newtonm = 1 kgm^2*s^-1
    • 1 kcal = 4,2 kJ

    Hessianischer Satz

    • Die mit einer Zustandsänderung verbundene Energieänderung ist unabhängig vom Weg der Zustandsänderung

    Physikalischer und physiologischer Brennwert

    • Physikalischer Brennwert: Energiemenge, die bei vollständiger Verbrennung im Kalorimeter frei wird
    • Physiologischer Brennwert: Energiemenge, die bei der Verbrennung im Körper frei wird

    Brennwert

    • Brennwert von Proteinen, Kohlenhydraten, Fetten und Ethanol:
      • Proteine: C, H, O, N, S
      • Kohlenhydrate: C, H, O
      • Fette: C, H, O
      • Ethanol: C, H, O

    Genregulation

    • Transkription von Genen wird durch TF, Co-Aktivatoren, Enhancer und Silencer gesteuert

    Stoffwechsel

    • Stoffwechsel = Metabolismus
    • Stoffwechsel umfasst alle chemischen Reaktionen, die dem Abbau von Stoffen zur Energieerzeugung oder zur Bereitstellung von Bausteinen für die Synthese von Biomolekülen dienen

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    Description

    Dieser Quiz behandelt die verschiedenen Quellen der H+-Produktion im Stoffwechsel, einschließlich der CO2-Produktion, der Anhäufung von H+ aus dem Intermediärstoffwechsel und der Bildung von Netto-Protonen. Es werden Beispiele für die Oxidation von Kohlenhydraten, Lipiden und Proteinen gezeigt.

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