10. Lipidstoffwechsel I

Question 1

In Tieren wird Triacylglycerol in diesen Zellen gelagert.

Answer 1

Adipozyten

Question 2

Dies ist die ungefähre Energieausbeute der vollständigen Oxidation von Fettsäuren.

Answer 2

9 kcal/g

Question 3

Diese amphipathischen Moleküle erleichtern den Verdau von Fetten, indem sie im Darm Triacylglycerin in Mizellen einbauen.

Answer 3

Gallensalze

Question 4

In Form dieser Partikel wird Triacylglycerin vom Darm in den Körper transportiert.

Answer 4

Chylomikron

Question 5

Dieses Molekül wird benötigt, um aktivierte Fettsäuren in die Mitochondrien zu transportieren.

Answer 5

Carnitin

Question 6

Durch diesen Weg wird Acyl-CoA zu Acetyl-CoA abgebaut.

Answer 6

β-Oxidation

Question 7

Dies ist ein anderer Name für Vitamin B12.

Answer 7

Cobalamin

Question 8

Die Verfügbarkeit dieses Metaboliten bestimmt ob Acetyl-CoA, welches aus Fettsäuren gewonnen wurde, in den Citratzyklus eingehen kann.

Answer 8

Oxalacetat

Question 9

Diese Verbindung ist eine der “Ketonkörper”.

Answer 9

β-Hydroxybutyrat

Question 10

In Form dieses Moleküls werden Acetylgruppen von der Matrix durch die Membran der Mitochondrien ins Cytoplasma transportiert.

Answer 10

Citrat

Question 11

In Eukaryoten erfolgt der Abbau von Fettsäuren in der __________ .

Answer 11

mitochondrialen Matrix

Question 12

Der erste Schritt der b-Oxidation ist eine ________ -abhängige Oxidation der Acyl-Fettsäurekette des Acyl-CoA

Answer 12

Flavin

Question 13

β-Oxidation von ungeraden Fettsäuren ergibt Acetyl-CoA und __________ .

Answer 13

Propionyl-CoA

Question 14

Die Fettsäuresynthese erfolgt im _________ der Zelle.

Answer 14

Cytoplasma

Question 15

Das Coenzym, welches für die Fettsäuresynthese benötigt wird, ist ____________ .

Answer 15

NADPH

Question 16

Der entscheidende Schritt der Fettsäuresynthese ist die Bildung von ___________ .

Answer 16

Malonyl-CoA

Question 17

Acetyl-CoA wird von den Mitochondrien ins Cytoplasma in Form von _________ transportiert.

Answer 17

Citrat

Question 18

Acetacetat und _____________ werden Ketonkörper genannt und sind die Hauptenergiequellen des Herzmuskels.

Answer 18

β-Hydroxybutyrat

Question 19

Fettsäuren sind Bausteine von

Wählen Sie eine Antwort:

a. Cholesterin.
b. Phospholipiden.
c. Glycolipiden.
d. b und c.
e. a, b, und c.

Answer 19

D.

Question 20

Warum sind Triacylglycerine hervorragend für die Energiespeicherung geeignet?

Wählen Sie eine Antwort:

a. Sie sind wasserfrei.
b. Sie sind klein.
c. Sie sind hoch reduziert.
d. a und b.
e. a und c.

Answer 20

E.

Question 21

Enzyme, die Triacylglycerine in freie Fettsäuren und Monoacylglycerin verdauen heißen

Wählen Sie eine Antwort:

a. Hydratasen.
b. Glyasen.
c. Lipasen.
d. Alle der oben genannten Antworten.
e. Keine der oben genannten Antworten.

Answer 21

C

Question 22

Die Funktion des Enzyms Acyl-CoA-Synthetase ist

Wählen Sie eine Antwort:

a. Lipolyse zur Freisetzung von Glycerinaldehyden.
b. ATP-abhängige Reduktion vor der Aktivierung der Fettsäuren.
c. ATP-abhängige Aktivierung von Fettsäuren durch CoA.
d. Alle der oben genannten Antworten.
e. Keine der oben genannten Antworten.

Answer 22

C.

Question 23

Coenzyme, die am Abbau gesättigter Fettsäuren beteiligt sind, beinhalten

Wählen Sie eine Antwort:

a. FAD.
b. NAD+.
c. TPP.
d. a und b.
e. a, b, und c.

Answer 23

D.

Question 24

Die b-Oxidation von Myristyl-CoA (C-14:0) ergibt

Wählen Sie eine Antwort:

a. 7 Acetyl-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+
b. 6 Acetyl-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+
c. 7 Acetyl-CoA + 6 FADH2 + 6 NADH + 6 H+
d. 7 Acetyl-CoA + 7 FAD + 7 NAD+
e. 14 Acetyl-CoA + 12 FADH2 + 12 NADH + 12 H+

Answer 24

C.

Question 25

Wieviele Male müsste eine b-Oxidation ablaufen, damit eine C16 Fettsäure zu Acetyl-CoA abgebaut ist?

Wählen Sie eine Antwort:

a. 16
b. 8
c. 7
d. 15
e. Keine der oben genannten Antworten.

Answer 25

C.

Question 26

Welche Reaktionstypen katalysieren Cobalamin-haltige Enzyme?

Wählen Sie eine Antwort:

a. intramolekulare Umlagerungen
b. Methylierungen
c. Reduktion von Ribonukleotiden zu Desoxyribonukleotiden
d. a und c
e. a, b, und c

Answer 26

E.

Question 27

Wie unterscheidet sich die b-Oxidation in Peroxisomen?

Wählen Sie eine Antwort:

a. Das Endprodukt ist nicht Acetyl-CoA, sondern Succinyl-CoA.
b. NAD+ nimmt nicht an der Reaktion teil.
c. Die erste Dehydrogenierungsreaktion unterscheidet sich, da hier Elektronen auf O2 transferiert werden und H2O2 gebildet wird.
d. Alle der oben genannten Antworten.
e. Keine der oben genannten Antworten.

Answer 27

C.

Question 28

Welche Organe oder welches Gewebe bevorzugen Ketonkörper anstatt Glucose als Energiequelle?

Wählen Sie eine Antwort:

a. Herzmuskel
b. Nierenrinde
c. Gehirn
d. a und b
e. a, b, und c

Answer 28

D.

Question 29

Was ist der entscheidende Schritt in der Fettsäuresynthese?

Wählen Sie eine Antwort:

a. Bindung der Acyl-Gruppe an das Acyl-Transportprotein.
b. Synthese von Malonyl-CoA.
c. Die Transacylase-Reaktion.
d. Die Bildung von Acetacetyl-ACP.
e. Keine der oben genannten Antworten.

Answer 29

B.

Question 30

Vervollständigen Sie diese Reaktion:

Acetyl-CoA + 7 Malonyl-CoA + 14 NADPH + 20 H+ →

Wählen Sie eine Antwort:

a. Palmitat + 6 CO2 + 12 NADP+ + 8 CoA + 6 H2O
b. Oleat + 7 CO2 + 14 NADP+ + 8 CoA + 6 H2O
c. Palmitat + 7 CO2 + 14 NADP+ + 6 H2O
d. Palmitat + 7 CO2 + 14 NADP+ + 8 CoA + 6 H2O
e. Keine der oben genannten Antworten.

Answer 30

D.

Question 31

Wodurch wird die Acetyl-Carboxylase reguliert?

Wählen Sie eine Antwort:

a. Durch allosterische Inhibitoren und Aktivatoren.
b. Das Enzym wird durch Phosphorylierung inaktiviert und durch Dephosphorylierung aktiviert.
c. Durch Zymogen-Aktivierung.
d. Durch Bindung von cAMP.
e. Keine der oben genannten Antworten.

Answer 31

B.

Question 32

Wie werden Fettsäuren mit mehr als 16 Kohlenstoffatomen gebildet?

Wählen Sie eine Antwort:

a. Durch Verlängerungsreaktionen, die durch Enzyme im endoplasmatischen Retikulum katalysiert werden.
b. Durch 1-C Additionen an der mitochondrialen Membran.
c. Durch Verlängerungsreaktionen, die durch Enzyme im Peroxisom katalysiert werden.
d. Alle der oben genannten Antworten.
e. Keine der oben genannten Antworten.

Answer 32

A.

Question 33

Was sind die vier physiologischen Aufgaben von Fettsäuren?

Answer 33

Fettsäuren sind wichtig (1) als Bausteine für Phospholipide und Glycolipide, (2) für die Modifikation von Proteinen durch kovalente Anbindung von Lipiden (3) als Energiespeicher (4) weil ihre Derivate als Hormone und Botenstoffe dienen.

Question 34

Welche Ähnlichkeiten gibt es zwischen Fettsäuresynthese und Fettsäureabbau?

Answer 34

Die Vorgänge sind sehr ähnlich, nur finden sie in entgegen gesetzter Richtung statt. Die Zwischenstufen sind sich strukturell ähnlich und die Schritte sind in einer ähnlichen Anordnung.

Question 35

Fassen Sie kurz die Schritte des Fettsäureabbaus zusammen.

Answer 35

Eine aktivierte Acylgruppe wird im ersten Schritt durch FAD oxidiert, im zweiten Schritt hydriert, im dritten Schritt mit NAD+ oxidiert, wodurch eine zweite Carbonylgruppe gebildet wird, und im letzten Schritt wird sie durch Thiolyse gespalten.

Question 36

Warum ist die wasserfreie Natur der Triacylglycerine wichtig für die Energieeffizienz?

Answer 36

Kohlenhydrate müssen hydriert werden, damit sie gespeichert werden können. Aufgrund der Hydratation nimmt die Speicherung von Kohlenhydraten mehr Platz in Anspruch. Triacylglycerine hingegen können in “konzentrierter” Form gespeichert werden. Somit kann pro Gewicht 6-mal soviel Energie in Triacylglycerinen gespeichert werden als in Kohlenhydraten (g pro g).

Question 37

Welchen Prozess müssen Triacylglycerine, die mit der Nahrung aufgenommen wurden, durchlaufen, damit sie durch den Darm absorbiert und dann genutzt werden können?

Answer 37

Die Triacylglycerine müssen vor der Absorption verdaut werden. Im Darmlumen werden sie zuerst mit Hilfe von Gallensalzen zu Mizellen zusammengeführt. In diesen Strukturen können Lipasen leicht die Esterbindungen hydrolysieren und dadurch Fettsäuren und Monoacylglycerole freisetzen. Diese werden dann durch die Plasmamembran absorbiert. In den intestinalen Schleimhautzellen werden die Monoglyceride und Fettsäuren wieder zu Triacylglycerolen zusammengesetzt und in Chylomikronen für den Transport gelagert. Diese werden an die Lymphe abgegeben und dann in das Blut freigesetzt.

Question 38

Welche drei Schritte werden benötigt, um die in den Adipozyten gespeicherte Energie zu nutzen?

Answer 38

Zuerst werden die Lipide durch den Abbau von Triacylglycerinen zu Fettsäuren und Monoglyceriden mobilisiert und in die entsprechenden Gewebe transportiert. Dann werden die Fettsäuren zu Acyl-CoA aktiviert und in die Mitochondrien transportiert. Im letzten Schritt werden die Fettsäuren schrittweise zu Acetyl-CoA, welches im TCA Zyklus weiterverwendet wird, abgebaut.

Question 39

Was passiert mit Glycerin während der Lipolyse?

Answer 39

Glycerin wird von der Leber absorbiert, phosphoryliert und dann zu DHAP oxidiert, welches zu Glycerinaldehyd-3-phosphat isomerisiert wird. Dann wird es entweder zu Glucose (Gluconeogenese) oder Pyruvat (Glykolyse) verstoffwechselt.

Question 40

Inwiefern ist die Bildung von Pyrophosohat ein wichtiges Thema in der Biochemie?

Answer 40

Die Hydrolyse von anorganischem Pyrophosphat ist eine energiereiche Reaktion, die nicht leicht rückgängig gemacht werden kann. Die Hydrolyse von PPi kann die Triebkraft sein um eine reversible Reaktion zur Vervollständigung zu bringen. Prinzipiell werden die zwei Phosphoanhydridbindungen genutzt um eine energetisch ungünstige Reaktion anzutreiben. Diese Strategie liegt mehreren Reaktionswegen zu Grunde.

Question 41

Berechnen Sie die Menge der ATP-Moleküle, die durch eine totale Oxidation einer aktivierten Fettsäure mit 16 Kohlenstoffatomen gewonnen wird.

Answer 41

Der Reaktionsweg würde zur Bildung von 7 NADH, 7 FADH_2 und 8 Acetyl-CoA Molekülen führen, die weiter im Citratzyklus metabolisiert werden können. Daher ergibt sich ein Gewinn von 17.5 ATP (von NADH) + 10.5 ATP (von FADH_2) + 80 ATP (von Acetyl-CoA) = 108 ATP Molekülen. Zwei ATP Moleküle werden zur Aktivierung benötigt; daraus ergibt sich ein Nettogewinn von insgesamt 106 ATP Molekülen.

Question 42

Wie werden ungesättigte Fettsäuren abgebaut?

Answer 42

Eine ungesättigte Fettsäure muss in eine Form umgewandelt werden, die der β−Οxidation unterliegen kann. Bei Doppelbindungen an ungeradzahligen Kohlenstoffatomen muss zum Beispiel die Doppelbindung von einem Paar Kohlenstoffatomen zu einem anderen „verschoben“ werden, welche dann hydriert und oxidiert werden kann. Dazu wird ein Enzym benötigt, das die cis Δ-3 Doppelbindung zu einer trans Δ-2 Doppelbindung isomerisiert. Doppelbindungen an geradzahligen Kohlenstoffatomen werden durch Reduktase- und Isomerase-Reaktionen umgewandelt.

Question 43

Wie wird der letzte 3-C Kohlenstoffrest, Propionyl-CoA, der bei der Oxidation von ungeradzahligen Fettsäureketten entsteht, verwertet?

Answer 43

Er wird zu D-Methylmalonyl-CoA carboxyliert und dann zu L-Methylmalonyl-CoA isomerisiert. Letzteres wird zu Succinyl-CoA umgewandelt, welches in den Citratzyklus eingeschleust werden kann.

Question 44

Erkläre diese Aussage: “Fette verbrennen im Feuer der Kohlenhydrate.”

Answer 44

Acetyl-CoA, welches aus Fettsäuren gebildet wird, kann nicht in den Citratzyklus eingehen, wenn Fett- und Kohlehydratverbrauch nicht ausgeglichen sind. Eine ungenügende Aufnahme von Kohlenhydraten führt zu einer geringeren Verfügbarkeit von Oxalacetat, welches aus Pyruvat durch Pyruvat-Carboxylase synthetisiert worden ist. Acetyl-CoA kann nicht mit Oxalacetat reagieren und damit nicht den Citratzyklus eingehen. Es muss dann zu einem anderen Reaktionsweg abgeführt werden.

Question 45

Erkläre warum Tiere Fettsäuren nicht in Glucose umwandeln können?

Answer 45

Die Synthese von Glucose durch Gluconeogenese erfordert Pyruvat oder Oxalacetat. In Tieren ist der einzige metabolische Weg Acetyl-CoA zu Oxaloacetat umzuwandeln der Citratzyklus, welcher aber den Verlust von zwei Kohlenstoffdioxid Molekülen mit sich bringt. Tiere können somit die Nettoumwandlung von Acetyl-CoA in Pyruvat oder Oxaloacetat nicht bewerkstelligen. Pflanzen und Bakterien besitzen den Glyoxylat-Zyklus, der zwei Acetyl-Gruppen in Succinat umwandeln kann.