BC Flashcards
Prokaryote
Einfachzellen, ohne Zellkern.
Proteinbildubg direkt an der DNA
Eukaryote
+ Organelle?
Zellen mit Zellkern. Viel komplexer als Prokaryote. Enthalten: Zellkern, Mitochondrien, Etc..
Zellorganelle Eukaryonten
- Zellkern
- Mitochondrien (Batterie d Zelle)
- Ribosomen (Protein Herstellung)
- endoplasmatisches Retikulum (rau und glatt)
- Chloroplaste (nur in Pflanzen)
- Golgi-Apparat (Transport-System)
Mitochondrien
- Zellorganelle mit Doppelmembranen (d.h. 2 Doppellipidschichten + Proteine)
- “Kraftwerke” der Zellen
- äußere Membran flach, begrenzt Organell m(Proteine) = m(Phospholipide) Hat Kanäle zum Austausch von: Ionen, kleineren Molekülen Kann sich mit ER verbinden = MAM
- Membranzwischenraum als Pufferzone (Protonen)
- innere Membran aus Falten und Fächern (=Christae)
m(Proteine)> 3m(Phospholipide) - Matrix, Flüssigkeit im inneren
Innerhalb der inneren Membran befindet sich die flüssige Mitochondrienmatrix. Diese ist leicht durchlässig und man findet in ihr ringförmige DNA sowie Ribosomen oder kleine Vesikel. Die Mitochondrien können Bestandteile ihrer Proteine selbst herstellen.
Cofaktoren
Coenzyme und Cofaktoren sind niedrigmolekulare, nichtproteinartige Bestandteile von Enzymen. Coenzyme (latein. cum = zusammen, mit) sind komplexe organische Moleküle (Vitamine, Nucleotide), die meist nur locker oder vorübergehend, seltener kovalent (fest) an den Proteinanteil des Enzyms (Apoenzym) gebunden sind.
Bei Cofaktoren handelt es sich um Metallionen wie K+, Na+, Mg2+, Cu2+, Fe2+,
die in dieser Form als Elektronenakzeptoren dienen.
Komplex I in Atmungskette
NADH: Ubichinon–Oxidoreduktase oder NADH-Dehydrogenase
Dieser sehr große Enzymkomplex (940 kDa) reduziert mittels NADH, vor allem aus dem Citratzyklus, Ubichinon (UQ oder Q) zum Ubihydrochinon, auch Ubichinol (UQH2 oder QH2) genannt. Der Komplex besteht aus zwei Teilen, die zusammen seine charakteristische L-Form ergeben. In einer Einheit werden flavinhaltige Nukleotide (FMN) sowie Eisen-Schwefel-Zentren als prosthetische Gruppen benötigt, um die Redoxreaktion zu katalysieren. Durch den mit den Redoxreaktionen verbundenen Elektronentransport werden pro oxidiertem NADH netto 3-4 Protonen in den Intermembranraum gepumpt. Es wird vermutet, dass die Kopplung mit dem Protonentransport durch konformationelle Änderung des Enzyms erfolgt
Komplex II in Atmungskette
Succinat: Ubichinon–Oxidoreduktase oder Succinat-Dehydrogenase. Der Komplex II ist das Enzym Succinat-Dehydrogenase aus dem Citratzyklus. Bei der Reaktion im Citratzyklus wird Succinat zu Fumarat oxidiert. FAD liegt als prosthetische Gruppe im Enzym vor. Es überträgt seine Elektronen im Komplex II auf Ubichinon, das zu Ubihydrochinon reduziert wird. Auch Komplex II enthält Eisen-Schwefel-Zentren, wie Komplex I; allerdings werden keine Protonen in den Intermembranraum gepumpt.
Komplex III in Atmungskette
Ubihydrochinon (Ubichinol): Cytochrom c–Oxidoreduktase oder Cytochrom-c-Reduktase. An Komplex III trägt der Q-Zyklus durch asymmetrische Absorption und Freigabe von Protonen zur Erzeugung des Protonenkonzentrationsunterschieds bei. Bei der Oxidation von Ubichinol (QH2) zu Ubichinon (Q) werden in einem Zyklus pro abgegebenem Elektron (vom Ubichinol) ein Molekül Cytochrom c reduziert und zwei Protonen in den Intermembranraum abgegeben. Durch das zweite Elektron wird an einer anderen Bindestelle auf der Seite der mitochondrialen Matrix ein weiteres Ubichinon erst zum freien Radikal Ubisemichinon (QH), dann zu QH2 reduziert, wobei zwei Protonen aus der Matrix aufgenommen werden.
Nach den beiden Halbzyklen sind pro Ubichinol-Molekül vier Protonen in den Intermembranraum freigesetzt, zwei Protonen aus der mitochondrialen Matrix entfernt und zwei Cytochrom c reduziert. Im Komplex III findet somit eine Umleitung von einem Zwei-Elektronen-Transporter (Ubichinol) auf einen Ein-Elektronen-Transporter (Cytochrom c) statt
Komplex IV in Atmungskette
Cytochrom c: O2-Oxidoreduktase oder Cytochrom-c-Oxidase. Im Komplex IV wird Cytochrom c oxidiert und Sauerstoff zu Wasser reduziert. Die dabei freigesetzte Energie wird genutzt, um Protonen vom Matrixraum in den Intermembranraum zu pumpen.
Am Komplex IV wird Cytochrom c oxidiert und dabei ein Elektron auf den Komplex übertragen. Nach der sukzessiven Übertragung von vier Elektronen (e−) kann ein gebundenes Sauerstoffmolekül zu zwei Wassermolekülen (H2O) reduziert werden. Die dabei benötigten vier Protonen (H+) werden aus der Matrix entzogen. Die bei der Reduktion von Sauerstoff zu Wasser frei werdende Energie wird vom Enzym genutzt, um weitere vier Protonen pro Sauerstoffmolekül von der Matrix über die innere Mitochondrienmembran in den Intermembranraum zu pumpen. Dies geschieht mittels Änderungen der räumlichen Struktur: In einer Konformation hat ein Protein eine hohe Affinität zu H+ und nimmt daher ein Proton auf. In der entgegengesetzten Konformation besteht eine niedrige Affinität, und das Proton wird auf der Membran-Außenseite freigesetzt.[4]
Die Cytochrom-c-Oxidase ist ein Transmembranprotein mit zwei Häm a-Molekülen (Häm a und Häm a3) als prosthetische Gruppen und zwei Kupfer-Zentren (CuA und CuB) als Kofaktoren. Das Enzym ist für nahezu sämtlichen Sauerstoffverbrauch (Bildung von Wasser aus Sauerstoff und Wasserstoff in der Atmungskette) aller sauerstoffatmenden Organismen verantwortlich.
Flavin
3-Ring, “linear” angeordnet, im mittleren 2 C’s durch N ersetzt (2 und 5 Stellung, also oben und unten). Ein N mit R verbunden.
Rechts der Ring, ebenso durch 2 N ersetzt (3 und 5 Stellung, also rechts oben und unten). Die anderen beiden “übrigen” C’s haben Carbonyl-Gruppe dran.
Linker Ring hat oben links, unten links je CH3 Gruppe.
R kann bspw. für Flavinprotein FMN (Flavinmononukleotid) Ribitolphosphat haben. (Alkohol Ribitol mit einer Phosphatgruppe am anderen Ende.
Thiol/Cystein-Proteasen;
katalytische Triaden.
Bei Cysteinproteasen (auch Thioproteasen genannt) kommen sowohl katalytische Di- als auch Triaden vor. Die katalytische Diade besteht dabei aus Cystein und Histidin, die Triade aus Cystein-Histidin-Asparagin/Asparaginsäure/Glutamin oder Glutaminsäure.
Als katalytische Triade bezeichnet man in der Biochemie eine spezielle Anordnung von drei Aminosäuren im aktiven Zentrum einiger Enzyme. Mit der katalytischen Triade kann in Hydrolasen die Spaltung eines Substrats und in Transferasen der Transfer eines Substratteils auf ein zweites Substrat katalysiert werden. Die drei Aminosäuren fungieren dabei als Säure, Base und Nukleophil und ermöglichen eine kovalente Katalyse.[1][2]
Die Aminosäurereste der katalytischen Triade können in der Aminosäuresequenz (Primärstruktur) weit auseinanderliegen und erst durch die Enzymfaltung, der Ausbildung einer komplexen dreidimensionalen Struktur, in räumliche Nähe gebracht werden.
Helicase
Enzym, entwindet DNA zu DNA-Einzelstrang
Metagenese
Wird vermieden bei DNA Replikation durch Anlagerung von SSBP an DNA Einzelstrang.
Abbau RNA-Primer
‘Nick-translation’
.
Wie viele Gene haben E.Coli?
3.600 gene
Citratcyklus
Funktion, Welche Reduktionsäquivalente
In welcher Form fließen Fette, Kohlenhydrate, Aminosäuren ein
Wo findet sie statt
- letzter Schritt der Nahrungsverwertung (Oxidativer Abbau org. Stoffe zur Energiegewinnung)
- Reduktionsäquivalente in Form von NADH + H+ und FADH2
- Fette über Beta-Oxidation zu Acetyl-CoA
- Kohlenhydrate über Glykolyse und Pyruvatdehydrogenasereaktion zu Acetyl-CoA
- Das C-Skelett der Aminosäuren über Pyruvatdehydrogenasereaktion oder direkt in Zyklus eingeschleust
- Citratzyklus im Mitochondrium
Pyruvat
Pyruvat entsteht bei Glycolyse
(1mol Glucose -> 2mol Pyruvat)
Und 2 mol ATP und 2 mol NADH + H+
Pyruvat bezeichnet in der Biochemie das Anion der Brenztraubensäure. H3C-C(=O)-C(=O)-OH
(C3H4O3)
Wird bei Citratzyklus in den Mitochondrien weiter abgebaut.
Aus 2 mol Pyruvat -> 6mol CO2 + 8mol NADH + H+ und 2mol FADH2 und 2mol ATP
Transaminierung von Pyruvat
Reaktionspartner: L-Glutaminsäure
—> L-Alanin
Damit erfolgt die Anbindung an den Stoffwechsel der Aminosäuren. Gleichzeitig erfolgt bei Pyruvat die Weichenstellung zwischen dem Eintritt über die Pyruvatcarboxylase für die Gluconeogenese oder dem Eintritt in den Citratzyklus über den Pyruvatdehydrogense-Multienzymkomplex.
Alkoholische Gärung
Pyruvat wird im ersten Schritt bei Pflanzen, Pilzen und einigen Bakterien mittels der Pyruvatdecarboxylase zu Acetaldehyd abgebaut.
Milchsäuregärung
L-Lactatdehydrogenase (LDH): das Enzym, das Bildung von L-Lactat und NAD+ aus Pyruvat und NADH katalysiert.
Reaktion ist reversibel.