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Biochemie Leonardo > Biologische Membranen > Flashcards

Biologische Membranen Flashcards

1
Q

Definition Lipide?

A

-Klasse biol. Substanzen, die stark hydrophob und schwer löslich sind -zeichnen sich nicht durch bestimmte funktionelle Gruppen aus

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Q

Definition Fettsäuren? Wie lassen sich diese unterscheiden? Was lässt sich zur Anzahl der Kohlenstoffatome sagen?

A
  • Carbonsäuren mit langkettigen Kohlenwasserstoffen -gesättigte-> keine Doppelbindungen
  • ungesättigte-> mind. eine Doppelbindung
  • Anzahl Kohlenstoffattome gradzahlig im Bereich 12-24 -> typisch 16-18
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3
Q

Was lässt sich zum Schmelzpunkt von Fettsäuren sagen?

A
  • ungesättigte Fettsäuren besitzen einen weitaus niedrigeren Schmelzpunkt als gesättigte Fettsäuren gleicher Länge
  • Kettenlänge: umso länger die Kette, desto höher der Schmelzpunkt bei gleichem Sättigungsgrad ->kurze Ketten und Doppelbindung erhöhen Fluidität der Fettsäuren und ihrer Derivate
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4
Q

Nomenklatur Regeln?

A
  • Anzahl Kohlenstoffe +säure-> C18-Fettsäure ->Octadecansäure
  • 1 Doppelbindungan Stelle 9: cis-Δ9-Octadecensäure(decen->Alken)
  • 2 Doppelbindungenan C9 und C12: cis,cis-Δ9,Δ12-Octadecadiensäure(-di-, da zwei Doppelbindungen)
  • 3 Doppelbindungen C9,C12,C15
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5
Q

Was bedeutet cis bzw. trans-Isomerie? Wozu führt die cis-Konfiguration bei Doppelbindungen in Fettsäuren?

A
  • cis: auf gleicher Seite der Referenzebene
  • trans: auf unterschiedlichen Seiten der Referenzebene
  • cis-Kofiguraration führt zu einem starken Knick in der Kohlenwasserstoffkette
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6
Q

Was ist die ω-Nomenklatur?

A
  • wird bei essenziellen Fettsäuren benutzt
  • man geht vom ω-Kohlenstoffatom (Methylkohlenstoff) aus als nummer 1 und zählt die Kohlenstoffatome bis zur Doppelbindung
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7
Q

Was ist Glycerin? Was sind Triacylglycerine? Wo kommen diese vor?

A
  • Glycerin: 3-facher Alkohol-> Triol
  • Triacylglycerine: Fettsäure-triester der Glycerols
  • werden zur Energiespeicherung in Adipocyten gelagert
  • stark reduziert und benötigen keine Hydratisierung
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8
Q
A
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9
Q

Was ist ein Glycerophospholipid? Woher kommt der amphiphile Charaker?

A
  • Glycerin-rückgrat gebunden an zwei Fettsäuren und einen Phosphorylierten Alkohol
  • zwitterionische Kopfgruppe-> polarer Alkohol und deprotonierte Phosphatgruppe
  • hydrophober Alkylrest
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10
Q

Welche Alkohole können in der Kopfgrupper von Phosphoglyceriden vor?

A

.

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11
Q

Wie unterscheiden sich die Membranen der Archaeen von Eukaryoten und Bakterien? Warum?

A
  • unpolare Ketten durch Etherbindungen an Glycerinrückgrat geknüpft-> resistenter gegen Hydrolyse
  • Alkylketten verzweigte gesättige Fettsäuren-> stabil gegenüber Oxidation

D-Konfiguration des Glycerols

-> hilft Organismen extreme Bedingungen zu überstehen

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12
Q

Was sind Phospholipasen?Warum werden diese in Schlangen oder Bienengift genutzt?

A
  • katalysieren Spaltung(Hydrolyse) Esterbindung der Phospholipide
  • die daraus entstehende Lysophospholipide wirken als Detergenzien die Membran auflösen
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13
Q

Was ist Sphingosin? Was ist ein Ceramid?

A
  • Sphingosin: ein C18-Aminoalkohol mit Aminogruppe
  • Ceramid: Fettsäurerest an Aminogruppe des Sphingosins(N-Acyl-Derivat)
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14
Q

Was sind Sphingomyeline? Wo findet man diese häufig?

A
  • Ceramid mit Phosphocholin-Kopfgruppe
  • zweite große Klasse der Phospholipide
  • häufig in Myelinscheide
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15
Q

Was ist ein Cerebrosid?

A
  • Glykolipide
  • bestehen aus Ceramid mit Glucose oder Galactose#
  • ist unpolar, da es keine zwitterionsiche Kopfgruppe enthält
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16
Q
A
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17
Q

Was ist Cholesterin? Welche wichtigen Derivate?

A
  • Steroid aus vier miteinander verbundenen Kohlenwasserstoffringen?
  • ein Ende Kohlenwasserstoff-Schwanz, anderes Ende Hydroxylgruppe
  • Cortisol,Aldosteron,Testosteron, beta-Estradiol(ein Östrogen)
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18
Q

Eigenschaften einer biolog. Membran?

A
  • schichtartige Struktur Durchmesser 60-100 A
  • größtenteils aus Lipiden und Proteinen-> Verhältnis 1:4 bis 4:1
  • Membranlipide hydrophobe und hydrophile Anteile
  • > spontan Doppelschichten
  • Membranproteine verleihen Membran charakterisctische Funktion
  • asymmetrisch(exponierte Moleküle)
  • zweidimensionale Lösungen mit spezifisch orientierten Proteinen und Lipiden
  • elektrisch poarisiert

-

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19
Q

Warum haben Phospholipide 2 Fettsäureschwänze?

A
  • bei nur einem Fettsäureschwanz-> Hohlräume mit Wasser bei Membranen
  • energetisch sehr ungünstig-> können keine Membranen ausbilden
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20
Q

Wie kann man die Permeabilität einer Membran bestimmen?

A
  1. über Liposomen->Doppelschichtmembran mit Wasser gefüllt->Moleküle in Liposomen eingeschlossen-> wie schnell treten diese aus?
  2. Doppelkammerexperiment: Scheibe zwischen Zwei wässrigen Kompartimenten mit Doppelschichtmembran in Loch-> Anode und Kathode in je einem Kompartiment-> Permeabilität für Ionen durch Membran kann gemessen werden
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21
Q

Was lässt sich über die Permeabilität von Lipiddoppelschchten für unterschiedliche Moleküle sagen?

A
22
Q

Warum ist der Durchtritt von Membranen für Ionen so schwer?

A
  • Ion ist in Hydrathülle-> Wassermoleküle müssen bei Durchtritt durch Membran abgegeben werden (Dehydratisierung)
  • in unpolaren Bereich schlecht solubilisiere
  • beide Schritte energetisch ungünstig und daher sehr langsamer Prozess
23
Q

Was ist FRAP?Was wurde herausgefunden?

A
  • flourescence recovery after photobleaching
  • Lipide mit Flourophoren makiert-> gebleicht durch Laser-> Floureszenz regenereiert-> Einwanderung in gebleichten Bereich

=> Schnelligkeit Regeneration-> Schnelligkeit Lipide in D-Lösung

-Ergebnis: lateraldiffusion 1-2μm/s->1 E.Coli Zelle

24
Q

Was besagt das Flüssigmosaik-modell?

A

-Membran als 2-dimensionale Flüssigkeit mit freier Beweglichkeit für Proteine und Lipide

25
Q

Was lässt sich zur Schelztemperatur bei Membranen sagen?

A
  • Membran 2 Zustände-> starr und flüssig
  • oberhalb TM-> wirr und beweglich
  • unterhalb TM-> van der Waals-kräfte überwiegen-> starr
26
Q

Wie wird die Fluidität der Membranen gesteuert?

A
  • einmal über Doppelbindungen in Fettsäuren(bei Bakterien der Hauptweg)
  • bei Tieren über Cholesterin, das in Doppelschichten einlagert-> erhöht Fluidität bei vielen gesättigten Alkylresten, indem es intermolekulare WW stört
  • > erniedrigt Fluidität, durch starre ringstruktur bei vielen ungesättigten Fettsäuren
27
Q

Was ist das Membranskelett?

A
  • langkettige periphere Membran-Proteine(Aktin,Tropomyosin) schränken Diffusion in Membran ein
  • >sowohl bewegliche als auch unbewegliche Membranproteine
  • gibt Membran und somit Zelle eine Form
28
Q

Was zeichnet Aminosäuren von Transmembrandomänen aus?

A
  • hauptsächlich unpolare Reste
  • wenige polare Reste, die mit anderen Helices in WW gehen können
29
Q

Was ist die Besonderheit von Porinen?

A
  • Kanäle mit antiparallelen β-Faltblättern
  • außen hydrophob/innen hydrophil->daher alternierende AS-reste
30
Q

Was ist die Prostaglandin-H2-Synthase? Wo befindet es sich bezüglich dr Membran?

A
  • peripheres Membranprotein mit gebrochener unpolarer Helix in Membran steckt
  • es setzt Arachidonsäure in Prostaglandine um
  • >Vorläufer Zentrale Botenstoffe für Fieber und Schmerzentwicklung
31
Q

Wie wirkt Aspirin?

A
  • an Prostaglandin-H2-Synthase
  • tritt in hydrophoben Kanal ein und blockiert diesen durch acetylierung eines Serinrestes
32
Q

Welche Arten von Lipidproteinen gibt es?

A

-Lipid-anker und Methylester

33
Q

Wie lassen sich aus der Aminosäuresequenz Membranproteine vorhersagen?

A
  • Aminosäuren-> wie groß Transferenergie, wenn aus Membran in wässrige Lösung
  • für 20 Rest(entspricht einer alpha-Helix so lang wie hydrophober Kern Membran) wird freie Enthalpie vorhergesagt->über 84kj/mol Transmembrandomäne
34
Q

Welche Arten gibt es für Moleküle die Membran zu durchqueren? Für welche Moleküle gilt was?

A
  • lipophile Moleküle in Membran eindringen und entlang Konentrationsgradient durchqueren -> einfache Diffusion
  • polare Moleküle durch spezifische Kanäle Membranen entlang Konzentrationsgradienten durchqueren(vermittelte Diffusion/passiver Transport)
  • >Membrankanäle
  • polare Moleküle entgegen Konzentrationsgradienten Membran->aktiver Transport über Membranpumpen
35
Q

WIe kann die freie Enthalpie für ein Molekül beim Transport über eine Membran ermittelt werden?ungeladene und geladene Moleküle

Wann muss ein Transportprozess aktiv sein?

A
  • c1->Konzentration des Stoffes auf der Seite wo sich das Molekül zuerst befindet
  • c2-> Konzentration des Stoffes zu der Seite wohin es transportiert wird
  • bei polar-> zusätzlich muss elektrisches Potential berücksichtigt werden->Summe Konzentration und elektrischen Terme-> elektrochemisches Potential

z=elektrische Ladung des transportierten Molekülx

F=Faraday-konstante

  • ΔV=Potential Membran in Volt
  • >aktiv, wenn ΔG>0
36
Q

Ganz einfach: Wie funktioniert aktiver Transport?

A
  • Ionenbindungsstelle einmal zu einer Seite geöffnet->Ion kann Binden
  • >Energiezufuhr->Konformationsänderung: Ionenbindungsstelle zur anderen Seite geöffnet Ion kann entweichen
37
Q

Was macht die Na/K-Pumpe? Wofür ist diese wichtig?

A
  • Natrium aus der Zelle und Kalium in die Zelle
  • Gradienten für Transportprozesse(Zucker Aminosäuren)
  • elektrische Stimulierung(Neuronen,Muskelzellen)
  • Kontrolle Zellvoulumens
38
Q

Welche 3 Klassen von ATPasen gibt es?

A

1) F-Typ-ATPasen->F1/F0-ATPase
2) P-Typ-ATPasen
3) ABC-Transporter

39
Q

Was macht die sarkoplasmatische Calcium ATPase(SERCA)?

A
  • Pumpt Ca2+-Ionen aus Sarkoplasma in sarkoplamatische Retikulum
  • Muskelkontraktion wird durch schnellen Anstieg der Calcium-Konzentration im Sarkoplasma ausgelöst
40
Q

Wie ist die sarkoplasmatische Calcium-ATPase aufgebaut? Wo bindet Calcium und wo bindet ATP?

A
  • Transmembranregion: Ca2+ durch Glu und Asp koordiniert(Gegenladung)
  • A-Domäne(Auslöser)
  • P-Domäne->konservierter Aspartatest, der phosphoryliert wird
  • N-Domäne-> ATP-Bindestelle
41
Q

Was passiert wenn das Aspartat in SERC phosphoryliert wird?

A

-Region der Calcium-bindestelle gestört und Ca2+ verlässt Protein auf Seite des Lumen

42
Q
A
43
Q

Beschreiben

A

1) E1:Bindung Ca2+ im Cytoplasma
2) ATP-Bindung
3) Spaltung von ATP-> Übertragung Phosphorylgruppe auf Asp
4) Freisetzung von ADP und Umstülpung Protein(E2)-> Calcium raus
5) Hydrolyse Phosphoryl und jetzt instabil
6) zurück zu E1

44
Q

Wie sieht ein ABC-Transporter aus? Wie funktioniert er?

A
  • 2 Mmebrandurchspannende Untereinheiten und 2 Untereinheiten mit ATP-bindenden Kasseten
  • offene und geschl. Konformation->Ligand kann an offener binden->geschlossene stailisiert->2ATP binden und Konformationswechsel->ATP Hydrolyse
45
Q

Welche Arten von Sekundärtransportern gibt es?

A
46
Q

Was macht die Lactose Permease?

A

-Symporter, der Lactose über Protonengradienten transportiert

47
Q

Was zeichnet Ionenkanäle aus?

A

1) Selektivität für bestimmte Ionen
2) offene/geschlossene Konformationen
3) Übergang offen/geschlossen->reguliert durch Liganden oder Spannung
4) offener Zustand wandelt häufig in inaktiven Zustand

48
Q

Wie funktioniert ein Kaliumkanals? Energetik? Wieso ist er impermeabel für Natrium

A
  • 2 Bereiche-> einer 10 A und einer 3 A-> 3 A zu eng für Ion mit Hydrathülle
  • es desolvatistiert von Hydrathülle und resolvatisiert im K+-Kanal mit Carbonyl-Sauerstoffen
  • kompensiert Kosten für Dehydratisierung wird mit günstiger WW des Selektivitätsfilters kompensiert
  • Natrium kleiner und daher kann höherer Energieaufwand für Dehydratisierung nicht aufgebracht werden, da Hauptkette wenig flexibel ist und für günstigere WW kürzere Abstände benötigen würde
49
Q

Wieso kann Kalium den Kanal verlassen und bleibt nicht stecken?

A

-weitere resolvatisierende Kaliumionen ``schieben´´ K+, die sich bereits im Transporter befinden durch elektrostatische WW weiter

50
Q

Was sind Aquaporine?

A

-Kanäle, die innen hydrophil Sind und für Wasser permeabel sind

Biochemie Leonardo (10 decks)

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