Einführung in den Stoffwechsel Flashcards
Erklären Sie bitte wie ein Stoffwechselweg einen energetisch ungünstigen Schritt beinhalten kann, der trotzdem abläuft.
Änderungen der freien Energie aller einzelnen Schritte summieren sich zur Gesamtänderung der freien Energie des Stoffwechselweges auf. Dadurch kann ein Schritt, der normalerweise nicht ablaufen würde, durch Kopplung an thermodynamisch günstige Reaktionen angetrieben werden.
Wieso ist ATP häufig an Magnesium oder Manganionen gebunden?
Diese zweiwertigen Ionen binden an die negativ geladenen Sauerstoffatome der Phosphatgruppen.
Welche allgemeinen Faktoren tragen zum hohen Phosphatgruppenübertragungspotenzial von ATP bei?
Resonanzstabilisierung, elektrostatische Abstoßung und Stabilisierung durch Hydratisierung sind wichtig.
Zeichnen Sie die Resonanzstrukturen von Orthophosphat und erklären Sie wieso diese Strukturen nicht für die Stabilisierung von ATP wichtig sind.
Zahlreiche der möglichen Resonanzstrukturen von ATP würden ein positiv geladenes Sauerstoffatom neben einem negativ geladenen Phosphation plazieren. Diese Strukturen tragen praktisch nicht zu Resonanzstabilisierung bei.
Wie viel ATP wird täglich von einem typischen Menschen verbraucht? Wie viel wird regeneriert?
Ein Mensch nutzt ca. 80 kg ATP pro Tag. Es ist aber nur ca. 100 g ATP in den Zellen verfügbar, d.h. ATP wird häufig und schnell genutzt und regeneriert. ATP wird regeneriert aus ADP und Phosphat, dabei wird die Energie aus katabolischen Prozessen genutzt.
Was ist die oxidative Phosphorylierung?
Der Prozess durch den ATP durch Phosphorylierung von ADP und Nutzung der Energie eines Protonengradienten gebildet wird, der durch den Transfer von Elektronen über reduzierte Kofaktoren auf Sauerstoff entsteht.
Was sind die verschiedenen Phasen der Energiegewinnung aus der Nahrung?
1.) Nährstoffmoleküle werden in kleinere Einheiten gespalten, wie Aminosäuren, Kohlenhydrate und Fettsäuren. 2) Die kleineren Einheiten werden weiter gespalten in einen Satz kleiner Moleküle, die notwendig für den Stoffwechsel sind, wie Acetyl- CoA. 3) ATP wird durch die Oxidation der Acetylgruppen produziert.
Was ist ein aktivierter Träger? Nennen Sie zwei Beispiele.
Aktivierte Träger sind Moleküle, die als Träger definierter Gruppen, Atome, Elektronen oder Protonen dienen. Ein Beispiel wäre ATP, welches als aktivierter Träger von Phosphorylgruppen dient. Flavin-Derivate und Nicotinamid-Derivate sind Beispiele aktivierter Träger von Elektronen.
Vergleiche ATP mit Acetyl-CoA.
Beides sind aktivierte Träger: Acetyl-CoA trägt Acetylgruppen, die ein hohes Acetyl- Gruppenübertragungspotenzial haben. ATP trägt Phosphatgruppen mit hohem Phosphorylgruppenübertragungspotential. Beide Moleküle treten in zahlreichen Stoffwechselwegen auf.
Was haben metabolische Prozesse gemeinsam? Wie können Sie dies nutzen, um „Biochemie“ zu lernen und zu verstehen?
Gemeinsame Moleküle und Mechanismen treten als Motive und Muster in fast allen Stoffwechselwegen auf. Versteht man die Logik kataboler und anaboler Stoffwechselwege, und kennt die gemeinsamen Moleküle (wie ATP) und Mechanismen (wie Oxidationen und Reduktionen), fällt es einem leicht die zahlreichen verschiedenen Stoffwechselwege zu verstehen.
Nenne fünf aktivierte Carrier des Stoffwechsels, sowie die Vitamine, die als Vorstufen dieser Träger dienen.
Aktivierter Träger———-Vitamin NADH und NADPH——-Niacin FADH2————————Riboflavin Acetyl-coenzym A——–Pantothenat Biotin————————–Biotin Tetrahydrofolat————Folsäure
Welche der chemischen Reaktionen des Metabolismus wird meistens verwendet, um Nahrungsmittelmoleküle zu zerkleinern?
Hydrolysen werden meistens verwendet, um große Moleküle in kleinere Komponenten zu zerlegen
Wie wird der Metabolismus kontrolliert?
Die Mengen an Enzym und deren katalytische Aktivität sind zwei kontrollierbare Eigenschaften im Metabolismus. Auch die Verfügbarkeit der Substrate ist wichtig.
Wenn viele Verbindungen sowohl in anabolen wie katabolen Stoffwechselwegen auftreten, wie kann dann der Stoffwechsel kontrolliert werden?
Die Enzyme und ihre Aktivitäten können durch die Energieladung der Zelle kontrolliert werden. Die Biosynthesen und katabolischen Wege unterscheiden sich voneinander und können in unterschiedlichen Zellkompartimenten lokalisiert sein. Daher können zwei gegenläufige Prozesse unabhängig voneinander kontrolliert werden.
Zeichne die Struktur von ATP und kennzeichne die Phosphoranhydrid-Bindung(en).
