Block 12: Citratzyklus

Question 1

In welchen Zellkompartimenten finden bei Eukaryonten Glykolyse und Citratzyklus statt und
welches Stoffwechselintermediat wird zwischen diesen Kompartimenten transportiert?

Answer 1

Glykolyse im Cytosol
Citratzyklus im Mitochondrium

Stoffwechselintermediat: Pyruvat

Question 2

Welche Coenzyme finden sich in welchen Untereinheiten des Pyruvatdehydrogenasekomplexes
und welche Reaktionen katalysieren sie? Bitte zuordnen:

Answer 2

1. Decaboxylierung von Pyruvat in E1 durch Thiaminpyrphoshat (TPP)
2. Hydroxyethylgruppe wird oxidiert und auf Liponsäureamid übertragen -> Dihydrolipoamid entsteht
3. Acetylgruppe auf CoA übertragen in E2
4. 2 e- werden auf prosthetische FAD Gruppe übertragen durch oxidation der Dihydrolipoamids , anschließend auf NAD+ (in E3 )

Question 3

Welches ist die funktionelle Gruppe am Liponsäureamid und welche Rolle spielt der
Lipoyllysinarm der Pyruvatdehydrogenase?

Answer 3

Funkionelle Gruppe ist die Disulfidbrücke

Der Arm transportiert das Substrat durch die verschiedenen komplexe

Question 4

Das von der Pyruvatdehydrogenase gebildete Acetyl-CoA wird im Citratzyklus oxidiert. Welche
Produkte werden dabei gebildet?

Answer 4

3 NADH
1 FADH2
1 GTP

Question 5

Citratsynthase bindet Acetyl-CoA, kondensiert es mit Oxalacetat zu Citryl-CoA und hydrolysiert
erst dann den Thioester dieses Intermediats. Warum hydrolysiert das Enzym nicht Acetyl-CoA?

Answer 5

Weil die Triebkraft aus der Thioesterbindung stammt -> es ist eine endergone Reaktion

Question 6

Welche beiden Intermediate des Citratzyklus entstehen durch Decarboxylierung ihrer Vorläufer?

Answer 6

Aus Isocitrat wird über Oxalsuccinat das alpha-Ketoglutarat + CO2 gebildet (Isocitrat-Dehydrogenase)

Aus alpha-Ketoglutarat entsteht Succinyl-CoA + CO2 (alpha-Ketoglutarat-DH-Komplex)

Question 7

Welche Schritte im Citratzyklus (also nicht Pyruvat-DH) werden durch ATP und NADH negativ
reguliert?

Answer 7

Die Isocitrat-Dehydrogenase wird gehemmt

Question 8

Welche Reaktion katalysiert die Citrat-Synthase (Mit Strukturformeln)?

Answer 8

Oxalacetat + Acetyl-Coa -> Citroyl-CoA -> Citrat

Question 9

In welchen beiden Reaktionsschritten des Citratzyklus wird CO2 freigesetzt?

Answer 9

Isocitrat -> alpha-Ketoglutarat

alpha-Ketoglutarat -> Succinyl CoA

Question 10

In welchem Reaktionsschritt des Citratzyklus wird GTP freigesetzt?

Answer 10

Succinyl CoA + Pi + GDP -> Succinat + CoA + GTP

Succinyl-CoA-Synthetase

Question 11

Aus welchem Ausgangsprodukt entsteht im Citratzyklus das Oxalacetat und in welcher Form wird
dabei Energie gespeichert?

Answer 11

Malat + NAD+ -> Oxlacetat + NADH + H+

In Form von NADH

Question 12

In welchem Reaktionsschritt des Citratzyklus wird FADH2 freigesetzt

Answer 12

Succinat + FAD -> Fumarat + FADH2

Question 13

In welchem Reaktionsschritt des Citratzyklus wird Wasser verbaut?

Answer 13

Fumarat + H2O -> Malat

cis-Aconitat —> Isocitrat

Question 14

In welchem zellulären Kompartiment findet der Citratzyklus statt?

Answer 14

Mitochondrienmatrix

Question 15

Aus welchen Bestandteilen ist Coenzym A aufgebaut?

Answer 15

3-Phosphoadenosindiphosphat, Panthothenat, beta-Mercaptoethylamin

Question 16

Welche Rolle spielt NAD+ oder NADP+ und wie sind sie aufgebaut?

Answer 16

NADP+ -> Anabolismus
NAD+ Katabolismus

Dienen dem e-Transfer durch Redoxreaktionen.

2 Ribose, 2 Phosphate, Adenin

Question 17

Stöchiometrie des Citratzyklus. Summe aller Edukte und Produkte

Answer 17

Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H20 ->

2 Co2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + CoA +2H+

Question 18

Welche Schritte des Citratzyklus unterliegen der Kontrolle und wie werden sie reguliert?

Answer 18

Acetyl-Coa + Oxalacetat; ATP / NADH hemmen

Isocitrat -> alpha-Ketoglutarat; NADH / ATP

alpha-Ketoglutarat -> Succinyl-CoA; Succinyl-CoA, ATP NADH

Question 19

Welche Zwischenprodukte des Citratzyklus spielen für die Biosynthese anderer
Stoffwechselprodukte eine Rolle?

Answer 19

Synthese von AS
Citrat für Synthese von FS
Oxalacetat für die GNG