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Proteolyse und Enzyme
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Proteolyse und Enzyme

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Questions and Answers

Welche Aminosäure bestimmt die Substrat-Spezifität der Chymotrypsin?

  • Valin
  • Alanin
  • Glycin (correct)
  • Aspartat

    • Was ist die Hauptfunktion von Endopeptidasen?

  • Spaltung von Peptiden innerhalb eines Proteins (correct)
  • Spaltung von Peptiden an der Oberfläche eines Proteins
  • Synthese von Peptiden
  • Spaltung von mRNA in tRNA

    • Welche Art von Proteasen führen zu einer vollständigen Proteolyse?

  • Exopeptidasen
  • Substrat-spezifische Proteasen
  • _limitierte Proteasen
  • nicht Substrat-spezifische Proteasen (correct)

    • Welche Funktion haben limitierte Proteasen?

    <p>Spaltung von Proteinen an bestimmten Stellen</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Charakteristikum von limitierten Proteasen?

    <p>hohe Substratspezifität</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von Aminosäuren werden oft von limitierten Proteasen erkannt?

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

    Was ist ein Beispiel für die Funktion von limitierten Proteasen?

    <p>Aktivierung von Hormonen</p> Signup and view all the answers

    Welche Protease spaltet Peptidbindungen an kleinen, neutralen Aminosäuren?

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

    Was ist ein Beispiel für einen Ort, an dem limitierte Proteolyse stattfindet?

    <p>im Darm</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein allosterischer Effektor?

    <p>Ein Molekül, das die Affinität für Liganden beeinflusst, ohne an der gleichen Stelle zu binden</p> Signup and view all the answers

    Wie viel Prozent des CO2-Transports im Plasma erfolgt in physikalischer Lösung?

    <p>10%</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Bohr-Effekt?

    <p>Die Abhängigkeit der O2-Bindungsaffinität von Hämoglobin vom pH-Wert der Umgebung</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Sauerstoffabgabe an das Gewebe beeinflusst?

    <p>Durch eine Abnahme des pH-Werts</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion von 2,3-BPG?

    <p>Die Stabilisierung von Deoxy-Hb</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn der CO2-Partialdruck steigt?

    <p>Die Bindungsaffinität von Hämoglobin für O2 sinkt</p> Signup and view all the answers

    Wie viel Prozent des CO2-Transports im Erythrozyten erfolgt als Carbamino-Hb?

    <p>15%</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Carbamat?

    <p>Ein Produkt der Reaktion zwischen CO2 und Hb</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Genmutationen sind bei Hämoglobinopathien bekannt?

    <p>Über 1000</p> Signup and view all the answers

    Wo wird überschüssiges Eisen im Körper abgelagert?

    <p>Leber, Pankreas, Herzmuskel</p> Signup and view all the answers

    Welche Prozent des Eisens im Körper befinden sich in Hämoglobin und Myoglobin?

    <p>ca. 70%</p> Signup and view all the answers

    Wie viel Eisen benötigen Männer täglich?

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

    Wie viel Eisen wird pro Tag ausgeschieden?

    <p>ca. 1 mg</p> Signup and view all the answers

    Welches Protein reguliert die Eisenaufnahme durch Bindung an den Transferrin Rezeptor?

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

    Wie wird Eisen vom Lumen als Fe2+ aufgenommen?

    <p>über DMT1</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Speicher für Eisen im Körper?

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

    Wie viel Eisen kann Ferritin maximal speichern?

    <p>bis zu 4500 Atome Fe3+</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Therapieansatz bei Hämochromatose?

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

    Was erkennen Transkriptionsfaktoren in der DNA?

    <p>Promotor und andere DNA-Elemente</p> Signup and view all the answers

    Was wird durch Capping, Splicing und Polyadenylierung aus hnRNA hergestellt?

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

    Wo finden die Prozesse der Transkription und posttranslationalen Prozessierung in der Zelle statt?

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

    Was wird durch RNA-Editing gezielt verändert?

    <p>Einzelne Basen</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Open Reading Frame (ORF)?

    <p>Ein Bereich zwischen Start- und Stop-Codon</p> Signup and view all the answers

    Was wird durch tRNA-Synthetasen vermittelt?

    <p>Die Verbindung von Aminosäuren mit tRNAs</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion der 5'-UTR?

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

    Was ist der Unterschied zwischen hnRNA und mRNA?

    <p>hnRNA ist unreif, mRNA ist reif</p> Signup and view all the answers

    Wofür steht każdem Codon (Basentriplett)?

    <p>Eine bestimmte Aminosäure</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptzweck des Katabolismus?

    <p>Die Bereitstellung von chemischer Energie</p> Signup and view all the answers

    Welcher Nährstoff ist obligatorisch für Erythrozyten?

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

    Was ist das Ziel des Anabolismus?

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

    Was ist der physikalische Brennwert?

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

    Was ist Hess'scher Satz?

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

    Welcher Organspeicher wird für die Energiegewinnung benötigt?

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

    Was ist die Einheit für die Energiezufuhr?

    <p>Kalorie (kcal)</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Intermediärstoffwechsel?

    <p>Der Stoffwechsel der Zwischenprodukte zwischen Bausteinen und Endprodukten</p> Signup and view all the answers

    Wie viel Energie wird benötigt, um 1 Liter Wasser um 1°C zu erwärmen?

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

    Welche Prozent der chemischen Energie wird bei katabolischen Reaktionen in Wärme umgewandelt?

    <p>60%</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Zweck des Anabolismus?

    <p>Dem Aufbau von Zellbausteinen und Speichermolekülen</p> Signup and view all the answers

    Welcher Nährstoff ist obligatorisch für Erythrozyten?

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

    Was ist ein Zwischenprodukt des Stoffwechsels?

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

    Wie viele Kilokalorien (kcal) entsprechen einem Joule (J)?

    <p>4,2 kcal/J</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt Hess'scher Satz?

    <p>Die unabhängige Energieänderung von der Reaktionsweg</p> Signup and view all the answers

    Welcher Organismuspeicher wird für die Energiegewinnung benötigt?

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

    Was passiert bei einer Enzymhemmung vom Typ 'Reversibel - Kompetitiv'?

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

    Welche Funktion haben Transferasen?

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

    Was ist ein Merkmal von Allosterischen Enzymen?

    <p>Sie haben mehrere Untereinheiten</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion von Oxidoreduktasen?

    <p>Übertragen Elektronen</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 vollen Sättigung der Enzymmoleküle?

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

    Was ist ein Charakteristikum von Isoenzymen?

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

    Was ist der Hauptzweck des Katabolismus?

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

    Was ist die Funktion von chemischen Reaktionen im Metabolismus?

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

    Was ist das Ergebnis der Oxidation von Glucose?

    <p>6 CO2 + 6 H2O + 2850 kJ/mol</p> Signup and view all the answers

    Wieviele Kalorien entsprechen einem Joule?

    <p>0,239 kcal/J</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von chemischen Reaktionen finden im Intermediärstoffwechsel statt?

    <p>Katabolische und anabole Reaktionen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion von Energiespeichern im Körper?

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

    Welche chemische Reaktion findet bei der Oxidation von Nahrungsstoffen statt?

    <p>CxHyOz + nO2 → CO2 + H2O + freie chemische Energie</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Einheit für die Energiezufuhr?

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

    Was ist die Funktion von ATP?

    <p>energietransduzierende Währung</p> Signup and view all the answers

    Wie viel ATP ist im Körper gespeichert?

    <p>60-80 g</p> Signup and view all the answers

    Was ist Hess'scher Satz?

    <p>Ein Satz über die Energiebilanz</p> Signup and view all the answers

    Welche von folgenden Reaktionen findet bei der Oxidation von Proteinen statt?

    <p>CxHyOzNv + nO2 → CO2 + H2O + NH3 + freie chemische Energie</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle der ATP-Synthese bei der Oxidation von Nahrungsstoffen?

    <p>Die ATP-Synthese ist die Endprodukt der Oxidation von Nahrungsstoffen</p> Signup and view all the answers

    Wieviel ATP wird pro Tag umgesetzt?

    <p>40-70 kg</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptaufgabe von Enzymen?

    <p>Die Beschleunigung von chemischen Reaktionen</p> Signup and view all the answers

    Was beeinflusst die Reaktionsgeschwindigkeit einer Enzym-katalysierten Reaktion?

    <p>Die Enzymkonzentration, die Substratkonzentration und äußere Faktoren wie T, pH und Salzkonzentration</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion haben Lyasen?

    <p>Eliminieren funktionelle Gruppen, dabei entstehen Doppelbindungen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Einheit für die katalytische Potenz eines Enzyms?

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

    Was ist der Zweck der Enzym-Substrat-Komplex-Bildung?

    <p>Die Orientierung des Substrats für die katalytische Reaktion</p> Signup and view all the answers

    Was sind Coenzyme?

    <p>organische Moleküle, die an enzymatischen Reaktionen beteiligt sind</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Aufgabe der Cofaktoren?

    <p>Die Aktivierung von Enzymen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion von Proteasen?

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

    Was ist die Formel für die Reaktionsgeschwindigkeit einer Enzym-katalysierten Reaktion?

    <p>v = k(cat) * (ES)</p> Signup and view all the answers

    Wo finden Proteolyseprozesse im Zellinneren statt?

    <p>Lysosome, nicht-lysosomale Kompartimente, Proteasom im Cytosol und Kern</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Bedeutung der Michaelis-Menten-Kinetik?

    <p>Die Beschreibung der Reaktionsgeschwindigkeit einer Enzym-katalysierten Reaktion in Abhängigkeit von der Substratkonzentration</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Ziel der regulatorischen Mechanismen bei Proteasen?

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

    Was sind Cofaktoren?

    <p>Metallionen oder Coenzyme</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Funktion von Hydrolasen?

    <p>Spalten Bindungen mit Hilfe von Wasser</p> Signup and view all the answers

    Was sind Beispielorte für Proteolyseprozesse außerhalb der Zelle?

    <p>GI-Trakt, Plasmamembran, Blutgefäße</p> Signup and view all the answers

    Wie werden Proteasen reguliert?

    <p>Durch Negativregulation, Positivregulation und Quantitativregulation</p> Signup and view all the answers

    Was sind Vorläufer von Coenzyme?

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

    Study Notes

    Funktionelle Gruppen in der Substrat-Bindetasche

    • Kontrollieren den Zugang und bestimmen die Substrat-Spezifität der Protease
    • Beispiele:
    • Glycin: große, hydrophobe (Phe, Trp, Tyr) - Chymotrypsin
    • Aspartat: positiv geladene (Arg, Lys) - Trypsins
    • Valin: kleine, neutrale (Ala, Gly, Val) - Elastase

    Endopeptidasen

    • Spalten innerhalb des Proteins
    • Vollständige vs. limitierte Proteolyse
    • Vollständige Proteolyse: nicht Substrat-spezifische Proteasen, oft auch nicht spezifisch für bestimmte Aminosäuren
    • Limitierte Proteolyse: hochspezifisch für das Substrat und für die zu spaltende Peptidbindung

    CO2-Transport

    • CO2-Bindung stabilisiert Deoxy-Hb (T-Form)
    • Freisetzung von O2 wird begünstigt
    • CO2 ist ein allosterischer Effektor
    • CO2-Transport vom Gewebe zur Lunge:
    • Gewebe: pCO2 = 46 mm Hg, pO2 = 30-40 mm Hg
    • Lunge: pCO2 = 40 mm Hg, pO2 = 100 mm Hg
    • CO2-Transport im Plasma: 10% in physikalischer Lösung, 50% als Bicarbonat
    • CO2-Transport im Erythrozyten: 15% als Carbamino-Hb, 25% als Bicarbonat

    Hämoglobinopathien

    • Mehr als 1000 Genmutationen bekannt
    • Nord-Europäer sind häufig heterozygot, Homozygot: 25% haben manifestierte Hämochromatose
    • HFE-Protein reguliert Eisenaufnahme durch Bindung an den Transferrin-Rezeptor
    • Überschüssiges Eisen wird abgelagert in Leber, Pankreas, Herzmuskel, Haut und Gelenken

    Eisen im Körper

    • 70% Hb/Mb, 10% Enzyme, 20% Speichereisen, < 1% Transporteisen
    • Aufnahme von Eisen kann reguliert werden: Feedback-Mechanismen, +DMT1, +TfR, -Ferritin, -ALA-Synthese
    • Bedarf: Männer 1 mg/Tag, Frauen 2-3 mg/Tag (bzw. 4-5 mg bei Schwangerschaft)

    Genexpression

    • Transkriptionsfaktoren erkennen Promotor und andere DNA-Elemente
    • mRNAs: Open Reading Frame, Start/Stop-Codon, UTRs
    • ORF: Bereich der DNA/mRNA, dessen Leserahmen zwischen Startcodon und erstem Stopcodon im gleichen Leseraster ist
    • ORFeom: die Gesamtheit aller offenen Leseraster eines Genoms

    Zellprozesse

    • Transkription, Posttranslationale Prozessierung im Zellkern
    • Translation, Posttranslmodifizierung im Plasma
    • Vom Genprodukt zum fertigen Protein:
    • mRNAs sind polyadenyliert (polyA)
    • hnRNA ist das primäre Transkript eukaryontischer Strukturgene
    • hnRNA wird durch Capping, Splicing und Polyadenylierung zu mRNA

    Stoffwechsel

    • Katabolismus: energieliefernder Stoffwechsel, 60% wird an Wärme frei, 40% chemische Energie
    • Anabolismus: Alle Prozesse, die dem Aufbau von Speichermolekülen und zellulären Bausteinen dienen
    • Intermediärstoffwechsel: Stoffwechsel der Zwischenprodukte zwischen Bausteinen und Endprodukten
    • Energiumsatz: Messung der Energiezufuhr
    • 1 kcal erwärmt 1l Wasser um 1°C, 1 cal = Erwärmung von 1 ml H2O um 1°C, 1 Joule (J) = 1 Newton*m = 1 kg*m^2*s^-1

    Energiestoffwechsel

    • Der katabolische Stoffwechsel liefert chemische Energie (60% wird als Wärme freigesetzt, 40% als chemische Energie)
    • Der katabolische Stoffwechsel liefert Bausteine für den Anabolismus
    • Die chemische Energie wird für verschiedene Prozesse benötigt:
      • Homöostase
      • Biosynthese
      • Osmotische Arbeit
      • Mechanische Arbeit
      • Signaltransduktion
      • Aufbau von Körpersubstanz (Anabolismus)

    Nährstoffabbau

    • Glykogen wird zu Glucose abgebaut
    • Triacylglycerine (TAG) werden zu Glycerin und Fettsäuren abgebaut
    • Proteine werden zu Aminosäuren abgebaut
    • Der hydrolytische Abbau führt zu Acetyl-CoA, einem zentralen Metaboliten des Stoffwechsels

    Anabolismus

    • Der Anabolismus umfasst alle Prozesse, die dem Aufbau von Speichermolekülen und zellulären Bausteinen dienen

    Intermediärstoffwechsel

    • Der Intermediärstoffwechsel umfasst den Stoffwechsel von Zwischenprodukten zwischen Bausteinen und Endprodukten

    Energiemessung

    • 1 kcal erhöht die Temperatur von 1 Liter Wasser um 1°C
    • 1 cal ist die Energiemenge, die benötigt wird, um 1 ml Wasser um 1°C zu erhöhen
    • 1 kcal = 1000 cal
    • 1 Joule (J) = 1 Newtonm = 1 kgm^2*s^-1
    • 1 kcal = 4,2 kJ

    Enzyme

    • Enzyme sind Biokatalysatoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen
    • Enzyme sind substratepezifisch
    • Enzyme benötigen oft Cofaktoren
    • Enzyme beschleunigen Reaktionen, indem sie die Aktivierungsenergie reduzieren
    • Enzyme haben keinen Einfluss auf das Gleichgewicht

    Enzymkinetik

    • Die Enzymkinetik beschreibt die Reaktionsgeschwindigkeit einer enzymkatalysierten Reaktion in Abhängigkeit von der Substratkonzentration
    • Die Michaelis-Menten-Kinetik beschreibt die Reaktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Substratkonzentration

    Cofaktoren

    • Cofaktoren sind für die Aktivität eines Enzyms wichtig
    • Cofaktoren können Metallionen oder Coenzyme sein
    • Coenzyme sind keine Proteine
    • Coenzyme können eine prosthetische Gruppe kovalent mit dem Enzym verknüpft sein oder als Cosubstrat reversibel an das Enzym gebunden sein

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    Description

    Lerne über die verschiedenen Proteasen und ihre Substrat-Spezifität. Entdecke die Rollen von Glycin, Aspartat und Valin in der Proteolyse.

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