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Zucker

• Monosaccharide: Einfachste Zucker bestehen aus (C₆H₁₂O₆)ₙ, typischerweise 3-7 Kohlenstoffatome. Beispiele: Glukose und Fruktose.
• Isomere: Zucker existieren in verschiedenen isomeren Formen:
  • Konstitutionsisomere: Atome unterschiedlich verknüpft.
  • Stereoisomere: Gleiche Atome, aber räumlich unterschiedlich angeordnet.
  • Enantiomere: Spiegelbildliche Isomere.
  • Diastereoisomere: Nicht spiegelbildliche Isomere.
  • Epimere: Unterschiede an einem asymmetrischen C-Atom.
  • Anomere: Unterschiede an einem neuen asymmetrischen C-Atom durch Ringschluss.
• Komplexe Kohlenhydrate:
  • Oligosaccharide: Kürzere Ketten von Zuckerresten.
  • Polysaccharide: Lange Ketten (z.B. Stärke, Glykogen), die als Energiespeicher fungieren.

Proteine

• Funktion und Bedarf: Erwachsene benötigen ca. 0,8 g Protein pro kg Körpergewicht täglich. Bedarf erhöht sich bei erhöhter körperlicher Aktivität nicht signifikant.
• Essenzielle Aminosäuren: Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Valin sind für den Körper unverzichtbar.
• Posttranslationale Modifikationen (PTMs): Proteine können modifiziert werden (z.B. Phosphorylierung, Acetylierung, Glykosylierung) um ihre Funktion zu regulieren.

Globular- und Fibrillare Proteine

• Globuläre Proteine: Albumine, Globuline, Histone, Protamine, Prolamine
• Fibrillare Proteine: Kollagen, Elastin, Keratin, Fibrinogen, Myosin

Kollagen

• Struktur und Funktion: Kollagen ist ein Strukturprotein in Bindegewebe (Knochen, Knorpel, Sehnen, Haut). Es hat eine tripelhelicale Struktur.
• Wichtig für: Struktur und Funktion des Bindegewebes, Stabilität der Struktur.

Ubiquitin-Proteasom-System (UPS)

• Ubiquitinierung: Proteine werden markiert, um sie für den Abbau zu kennzeichnen. Der Prozess hat drei Schritte: Aktivierung, Konjugation und Ligation
• Proteasomaler Abbau: Markierte Proteine werden vom Proteasom abgebaut. Der 26S-Proteasom besteht aus einem 20S-Kernpartikel und einem oder zwei 19S-Regulatoren (Proteine zerlegen)

Aminosäurekatabolismus

• Transaminierung: Übertragung der Aminogruppe auf eine a-Ketoglutarat-Gruppe → Glutamat + α keto-Säure.
• Oxidative Desaminierung: Glutamat → a-Ketoglutarat + Ammoniak (NH₃). Schlüsselprozess für den Harnstoffzyklus.

Bedeutung und Funktion der Lipide

• Rolle von Lipiden: Energiequelle (Speicher), Zellmembran-Bausteine, Vorstufen für Hormone/Gallensäuren.
• Triglyceride: Hauptform der Energiespeicherung im Körper (3 Fettsäuren+Glycerin).
• Phospholipide: Hauptbestandteil der Zellmembran.
• Sterole (z.B. Cholesterin): Bestandteil von Zellmembranen, Vorläufer von Steroidhormonen und Gallensäuren.
• Glykolipide: Lipide mit Zuckerresten. Bestandteil der Zellmembran, Zell-Zell-Erkennung, Signalübertragung.

Aufbau biologischer Membran

• Phosphoglyceride: Glycerin-Rückgrat, 2 Fettsäuren, Phosphatgruppe und Kopfgruppe (z.B. Cholin, Ethanolamin)
• Membranfluidität: Cholesterin beeinflusst Fluidität der Membran

Sphingomyelin

• Struktur: Sphingosin-Rückgrat, Fettsäure, Phosphocholin- oder Phosphoethanolamin-Kopfgruppe.
• Funktion: Membranstruktur (besonders wichtig in äußeren Schichten der Zelle). Stabilität und Organisation der Membran, Plattform für Proteine (z.B. Signalübertragung).

Glycolipide

• Cerebroside: Ein Kohlenhydratrest an einem Sphingolipid.
• Ganglioside: Verzweigte Kohlenhydratreste an einem Sphingolipid

Stoffwechsel von Lipiden

• Resorption, Transport, Speicherung, Verbrauch von Fetten (TAGs → Fettsäuren)
• Lipasen: Spalten Triglyceride in Fettsäuren
• β-Oxidation: Abbau von Fettsäuren in Mitochondrien
• β-Oxidation: Freie Fettsäuren, die im Körper transportiert werden müssen, werden vorher aktiviert (Fettsäure + CoA → Acyl-CoA)
• Citratzyklus: Acetyl-CoA produziert durch β-Oxidation wird weiter abgebaut und setzt Energie frei.

Fettsäurebiosynthese

• Ort: Zytoplasma
• Schlüsselenzym: Acetyl-CoA-Carboxylase (Schritt-Limiter)
• Produkt: Palmitinsäure, kann zu anderen Fettsäuren verlängert und ungesättigt werden

Cholesterinbiosynthese

• Ausgangsmaterialien: Acetyl-CoA
• Schlüsselezym: HMG-CoA-Redukatase
• Umwandlung von Mevalonat → Isoprenoidbausteine → Squalen → Cholesterin
• Regulation: Rückkopplungsmechanismus (Cholesterin hemmt die HMG-CoA-Reduktase), Sterinregulationselement (SREBP) reguliert die Genexpression

Cholesterin Transport (Lipoproteine)

• Chylomicronen: Transportieren Lipide (vor allem TRIGLYCERIDE) nach einer Fetteinnahme.
• VLDL: Transport von TRIGLYCERIDEN und Cholesterin aus der Leber; wird zu IDL und LDL
• LDL (Low-Density Lipoprotein): Bringt Cholesterin zu den Zellen; zu hohe Konzentrationen gefährden die Gesundheit
• HDL (High-Density Lipoprotein): Sammelt überschüssiges Cholesterin und transportiert es zur Leber

Rezeptorgekoppelte Endozytose (LDL)

• LDL bindet an LDL-Rezeptoren zur Aufnahme in die Zelle
• Atherosklerose: OxLDL wird von Makrophagen aufgenommen, was Plaquebildung fördert
• HDL: Transportiert Cholesterin zur Leber zur Ausscheidung

Statine

• Hemmen die HMG-CoA-Reduktase (enzym bei Cholesterinsynthese)
• Senken den LDL-Spiegel, dadurch weniger Plaquebildung
• Beispiele: Atorvastatin (Lipitor)

Regulation der Gluconeogenese und Glykolyse

• ATP/AMP-Verhältnis regelt die Phosphofructokinase (PFK) in der Glykolyse.
• Hohe Citratspiegel/Fructose-2,6-Bisphosphat (F-2,6-BP) verstärken die hemmende Wirkung von ATP auf PFK und fördern somit die Glykolyse (Gluconeogenese umgekehrt)
• Gluconeogenese: Herstellung von Glucose aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorstufen (z.B. Aminosäuren, Glycerin).

Cori Zyklus

• Der Cori-Zyklus ist ein Kreislaufprozess innerhalb des Körpers, der Lactat aus den Muskeln zur Leber (Gluconeogenese) transportiert und die Glucose zurück in die Muskeln.
• Der Prozess liefert Energie für den Körper, auch unter Sauerstoffmangel.

Glucagon

• Produktion in den a-Zellen der Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse
• Funktion: Erhöhung des Blutzuckerspiegels durch Glykogenabbau in Leber
• Mechanismus: cAMP-Produktion → Wirkung auf Proteinkinase A → Glykogenolyse und Gluconeogenese

Appetit hemmende Gene

• Cholecystokinin (CCK): produziert im Dünndarm, fördert Sättigungsgefühl
• Glucagon-like Peptide 1 (GLP-1): produziert im Darm, fördert Insulinsekretion, reduziert Glucagonfreisetzung, verzögert Magenentleerung → Sättigungsgefühl

Zellzyklus

• G1-Checkpoint (Restriktionspunkt): Entscheidung, ob die Zelle in die S-Phase eintreten soll.
• G2/M-Checkpoint (DNA-Schäden-Checkpoint): Überprüfung, ob die DNA-Replikation vollständig abgeschlossen und unbeschädigt ist, bevor die Zelle in die Mitose eintritt.
• Cyclins und CDKs: Steuern Übergang der Phasen (z.B. Cyclin D/CDK4, Cyclin E/CDK2, Cyclin B/CDK1).

Tumor/Tumorsuppressor-Gene

• Proto-oncogene: Regulieren Zellwachstum, wenn mutiert werden sie zu Onkogenen
• Oncogene: Mutationen / übermäßige Expression von Proto-Onkogenen → unkontrolliertes Zellwachstum, Tumorbildung
• p53, Rb: Tumorsuppressoren, stoppen/induzieren Apoptose, wenn DNA-Schaden detected. HPV p53 ausschalten → mehr Krebsrisiko