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Biochemie - 4. Klausur > 3 Glykolyse und Gluconeogenese > Flashcards

3 Glykolyse und Gluconeogenese Flashcards

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0
Q

Beschreiben Sie die Wirkungsweise der Hexokinase

A
  • Cofaktor ist Magnesium
  • durch Ausschluss von Wasser -> Phosphatgruppentransfer von ATP auf Glucose möglich (induced fit)
  • Phosphatgruppe destabilisiert das Molekül
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Q

Nennen Sie die Reaktionsschritte der Glykolyse

A

-

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2
Q

Über welche Mechanismen werden die Hexokinase bzw. die Glucokinase reguliert?

A
  • Hexokinase: allosterisch gehemmt durch Glc-6-P

- Glukokinase: Enzyminduktion durch Insulin

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Q

Was versteht man unter einer Enzyminduktion?

A

Die Transkripton und Translation des Enzyms wird durch einen Stoff induziert

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4
Q

Beschreiben Sie den Mechanismus der Enzymregulation der Glukokinase bei niedrigem Glucosespiegel in der Leber

A
  1. Proteinsequenz der Glukokinase trägt ein nukleäres Exportsignal (NES) = leucinreiches Motiv, vermittelt Export eines Proteins aus dem Zellkern
  2. Glucokinase-Regulatorprotein (GKRP) bindet an das Enzym -> Enzymaktivität wird gehemmt und die Bildung von Glc-6-P unterdrückt
  3. durch Bindung an GKRP wird NES unterdrückt und der Proteinkomplex durch Kernporen in den Nukleolus transportiert, Glukokinase wird nukleär sequestriert
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5
Q

Beschreiben Sie den Mechanismus der Enzymregulation der Glukokinase bei hohem Glukosesiegel in der Leber

A
  1. hohe Glukosespiegel -> GKRP löst sich von Glukokinase

2. NES wird wieder exponiert und das Enzym sowie GKRP durch Kernporen ins Zytoplasma zurücktransportiert

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6
Q

Welchem Reaktionsmechanismus liegt der Reaktion der Glucose-6-P-Isomerase zugrunde?

A

intramolekulare Umlagerung:

  • Aldose in Ketose
  • Pyranose und Furanose
  • Keto-Enol-Tautomerie
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7
Q

Überprüfen Sie folgende Aussage: Bei der Reaktion von Glucose-6-P- in Frc-5-P kommt es zur Keto-Enol-Tautomerie

A

Richtig

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8
Q

Wie kann man sich das FDG für die Diagnostik zunutze machen?

A

FDG ist zur Bildung des Endiols nicht fähig -> Anreicherung von Glc-6-P im Gewebe und damit Glukose (Produkthemmung)

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9
Q

Zeichnen Sie den Reaktionsmechanismus der Keto-Enol-Tautomerie bei der Umwandlung von Glc-6-P in Frc-6-P

A

-

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10
Q

Was ist das Schlüsselenzym der Glykolyse und wie wird es reguliertP

A

Schlüsselenzym: Phosphofructokinase

Regulation:

  • Inhibition durch höhere ATP-Konzentrationen: Km-Wert des Substrates F-6-P wird erhöht (niedrigere Affinität)
  • allosterische Hemmung durch ATP, NADH/H+ und Citrat
  • allosterische Aktivierung durch AMP, ADP
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11
Q

Welche Reaktion katalysiert die Aldolase. Welche Isoformen der Aldolase kennen Sie?

A

Reaktion: Frc-1,6,BP -> GA3P + DHAP

Isoformen: Aldolase A, B, C

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12
Q

Beschreiben Sie den Reaktionsmechanismus der Triosephosphat-Isomerase

A
  • Umwandlung von DHAP in GA3P
  • Regeneration eines C3-Körpers
  • Keto-Enol-Tautomerie
  • GG zu 90% auf Seite des DHAP
  • Weiterreaktion von GA3P: Fließgleichgewicht
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13
Q

Überprüfen Sie folgende Aussage: Bei der Isomerisierung des DHAP in GA3P handelt es sich um eine Keto-Enol-Tautomerie

A

Richtig

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14
Q

Zeichnen Sie die Keto-Enol-Tautomerie bei der Isomerisierung von DHAP in GA3P

A

-

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15
Q

Welche Funktionen haben die ersten beiden Stufen der Glykolyse

A
  • Destabilisierung von Glucose durch Umwandlung in Fructose-1,6-BP
  • ATP-Verbrauch erhöht sukzessive Energieniveau der Metaboliten
  • Vorbereitung zur Spaltung in 2 C3-Körper, die leicht ineinander umwandelbar sind
  • EIN weiterer gemeinsamer Abbauweg zu Pyruvat
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16
Q

Welche Bedeutung hat die Umwandlung des Glucose-6-P in Fructose-6-P und dann in Frc-1,6-BP?

A

Aldolspaltung von Glucose-6-P ergäbe C2 + C4-Fragmente

17
Q

Wie wirkt sich Arsen (Arsenat) auf die Glykolyse aus?

A
  • Arsen entkoppelt die Glykolyse
  • Arsenat wird statt Pi an C1 gebunden
  • 1-Arseno-3-Phosphoglycerat zerfällt unter Verlust der Bindungsenergie, es kommt zu gastrointestinalen Krisen und Koma
18
Q

Zeichnen Sie den Reaktionsmechanismus der Glycerinaldehyd3-P-DH

A

-

19
Q

Welche Enzyme der Glykolyse sind Mg-abhängig?

A
  • Hexokinase
  • Phosphoglycerat-Kinase
  • Phosphoglycerat-Mutase
  • Pyruvat-Kinase
20
Q

Welche Reaktion katalysiert die

a) Phosphoglycerat-Kinase
b) Phosphoglycerat-Mutase

A

a) 1,3-Bisphosphoglycerat + ADP -> 3Phosphoglycerat + ATP

b) 3-Phosphoglycerat -> 2-Phosphoglycerat

21
Q

Welche Reaktion katalysiert die Enolase?

A

2-Phosphoglycerat -> Phosphoenolpyruvat + H2O

22
Q

Welche Bedeutung hat die Reaktion der Enolase?

A
  • Dehydratisierung erhöht das Phosphatgruppenübertragungspotenzial
  • hohes Phosphatgruppenübertragungspotenzial von PEP, da Phosphat das Molekül als instabiles Enol fixiert
  • stabilere Ketoform erst nach Phosphatabgabe möglich
23
Q

In welchen Reaktionen der Glykolyse kommt es zur Substratkettenphosphorylierung?

A
  • Phosphoglyceratkinase

- Pyruvatkinase

24
Q

Wie wird die Pyruvatkinase reguliert?

A
  • allosterisch aktiviert durch Frc-1,6-BP

- induziert durch Insulin

25
Q

Formullieren Sie die Nettoreaktionsgleichung der Glykolyse

A

Glucose + 2 ADP + 2Pa + 2NAD+ -> 2 Pyruvat + 2 ATP + 2 NADH/H+ + 2 H2O

26
Q

Über welche Wege kann das bei der Glykolyse reduzierte NAD+ zu NADH/H wieder für die Glykolyse regeneriert werden?

A
  1. Aerob: Oxidative Phosphorylierung

2. Anaerob: bei O2-Mangel/in Ery -> Umwandlung in Lactat

27
Q

Beschreiben Sie den Cori-Zyklus

A

-

28
Q

Beschreiben Sie den Alanin-Zyklus

A

-

29
Q

Wann wird Pyruvat in Lactat umgewandelt?

A
  • bei O2-Mangel
  • Pyruvat wird zu Lactat reduziert
  • Lactat ist ein Alkohol
30
Q

Nennen Sie jeweils durch welche Stoffe folgende Enzyme gehemmt bzw. aktiviert werden: Hexokinase, PFK, Pyruvatkinase

A

Hexokinase: gehemmt durch Glc-6-P, PFK

PFK: gehemmt -> ATP, Citrat, H+, aktiviert -> Frc2,6-BP, AMP, ADP

Pyruvatkinase: gehemmt -> ATP, Acetyl-CoA, Alanin; aktiviert: Frc-1,6BP

31
Q

Beschreiben Sie die Regulation der Glykolyse durch Fructose-2,6-BP

A

-

32
Q

Was ist die PFK2?

A

bifunktionales Enzym:

  1. PFK2
  2. Fructosebisphosphatase
33
Q

Über welche Regulationsmechanismen wird die Glykolyse reguliert?

A

Metabolite: feedback + feed-forward
Hormone: Genexpression in Leber - Insulin induziert Glucokinase über SREBP-1c - Insulin + Glucose induzieren Genexpression der PFK1+2 + Pyruvatkinase
Translokation: Glukokinase-Regulatorprotein, Translokation in Zellkern, Komplex wird durch Insulin gelöst
Acetylierung: Lysinreste

34
Q

Was sind Substrate für die Glukoneogenese?

A
  • Lactat (Cori-Zyklus)
  • Alanin (Alanin-Zyklus)
  • Glycerin (Lipolyse)
  • AS-Abbau (glukogene AS)
35
Q

Welche Enzyme umgehen bei der Gluconeogenese Reaktionen der Glykolyse?

A
  • Pyruvat-Carboxykinase
  • PEP-Carboxykinase
  • Fructose-1,6-Bisphosphatase
  • Glucose-6-Phosphatase
36
Q

Vergleichen Sie deltaG der Glykolyse mit dem der Glukoneogenese

A

Glykolyse: -96,2 kJ/mol
Glukoneogenese: -16 kJ/mol

37
Q

Beschreiben Sie die Umgehungsreaktionen der Pyruvatkinase

A
  1. Pyruvat + ATP + H2O + CO2 -> Oxalacetat + ADP + Pa + 2H+ (anaplerotische Reaktion zur Auffüllung des Citratzyklus)
  2. Oxalacetat + GTP -> PEP + GDP + CO2 (Antrieb der Reaktion durch CO2-Freisetzung, Fixierung der Enolform durch Phosphorylierung, pos. deltaG)
38
Q

Beschreiben Sie die Umgehungsreaktion der PFK

A

Fructose-1,6-BP -> Fructose-6-P + Pa (Fructose-1,6-bisphosphatase)

aktiviert durch: Citrat, gehemmt durch: Frc-2,6BP + AMP

39
Q

Beschreiben Sie die Umgehungsreaktion der Hexo-/Glukokinase

A

Glucose-6-P -> Glucose + Pi (Glc-6-Phosphatase)

  • Ausschüttung der Glucose unter Beteiligung von GLUT2
  • Glucose-6-Phosphatase in ER der Leber
  • Glucose von Leber und Niere, aber nicht von Muskel in Blut abgegeben
40
Q

Die Reaktionen der Glukoneogenese finden in verschiedenen Zellkompartimenten statt. Beschreiben Sie den Weg der jeweiligen Metabolite

A

-

Biochemie - 4. Klausur (13 decks)

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