Einführung Metabolismus Flashcards
Metabolismus
Stoffwechsel
Katabole Reaktionen
- Energiestoffwechsel
- erzeugt Energie
Anabolismus
- Anabole Reaktionen
- Baustoffwechsel
- Nutzen von Energie
- Synthese von Glucose, Fetten
Phototrophe Organismen
- Energiequelle Sonnenlicht
Chemotrophe Organismen
- Energiequellen sind oxidierbare Verbindungen
Wie entsteht ein Stoffwechselweg?
- Spezifische Einzelreaktionen
- in der Summe thermodynamisch begünstigt
- thermodynamisch ungünstige Reaktion kann durch Kopplung an eine weitere reaktion spontan ablaufen
ATP Strukturformel
- deltaG ca. -50 kJ/mol
- hohes Phosphorylgruppenübertragungspotential
- Resonanzstabilisierung
- Elektrostatische Abstoßung
- Hydratation
Wodurch wird der Metabolismus angetrieben?
- Durch die ATP hydrolyse über gekoppelte Reaktionen
- Die Kopplung an n ATP Moleküle verschiebt das GGW einer Reaktion im vgl zur ungekoppelten Reaktion um 10^8n
Was sind die Phasen der Energiegewinnung aus der Nahrung?
- Nährstoffmoleküle werden in kleinere Einheiten gespalten
- Aminosäuren
- Kohlenhydrate
- Fettsäuren
- kleinere Einheiten werden gespalten in einen Satz kleiner Moleküle, die notwendig sind
- Acetyl-CoA
- ATP wird duurch die Oxidation der Acetylgruppen produziert
Orthophosphat
Glycerin-3-Phosphat
Vergleiche ATP mit Acetyl-CoA
- beides aktivierte Träger
- A-CoA trägt Acetylgruppen
- hohes Acetylgruppenübertragungspotential
- ATP trägt Phosphatgruppen
- hohes Phosphorylgruppenübertragungspotential
- beide Moleküle in zahlreichen Stoffwechselwege
Wie viel ATP wird täglich von einem typischen Menschen verbraucht? Wie viel wird regeneriert?
- Mensch nutzt ca. 80 kg ATP pro Tag
- nur 100 g ATP in Zellen verfügbar
- ATP wird schnell genutzt und regeneriert
- Regenerierung aus ADP und Phosphat
- Energie aus katabolischen Prozessesn wird genutzt
- oxidative Phosphorylierung
Was ist die oxidative Phosphorylierung?
- ATP durch Phosphorylierung von ADP
- Nutzung der Energie eines Protonengradienten
- Transfer von Elektronen über reduzierte Cofaktoren auf Sauerstoff
Nenne 5 aktivierte carrier des Stoffwechsels, sowie die Vitamine, die als Vorstufen dieser Träger dienen.
- NADH & NADPH → Niacin
- FADH2 → Riboflavin
- Acetyl-Coenzym A → Pantothenat
- Biotin → Biotin
- Tetrahydrofolat → Folsäure
Wie wird der Metabolismus kontrolliert?
- Enzymmengen
- katalytische Aktivität der Enzyme
- Verfügbarkeit der Substrate
Wenn viele Verbindungen sowohl in anabolen, so wie kataabolen Stoffwechselwegen auftreten, wie kann dann der Stoffwechsel kontrolliert werden?
- Energieladung der Zelle
- Biosynthesen/katabolische Prozesse in unterschiedlichen Zellkompartimenten
- zwei gegenläufige Prozesse können unabhängig voneinander kontrolliert werden
Wiederkehrende Muster in Stoffwechselwegen
- aktivierte Carrier
- NAD(P)H, FAD, CoA
- Ähnliche bzw. gleiche Schlüsselreaktionen wiederholen sich im Stoffwechsel
- Drei Arten der Regulation von Stoffwehselprozessen
NAD+/NADP+
- aktivierte Carrier für Brennstoffoxidation und reduktive Biosynthesen
- Nicotinamidadenindinucleotid
-
Brennstoffoxidation
- meist NAD+ zu NADH
- Nutzung von NADH zur ATP Synthese
-
Reduktive Biosynthese
- __meist NADPH zu NADP+
FAD/FMN
- Flavinadenindinucleotid
- FAD/FADH2
Coenzym A (CoA)
- Aktivierter Carrier für C2-Bausteine
Die sechs Hauptklassen der Enzyme, der Reaktionstyp und Beispil
- Oxidoreduktase
- Oxidation-Reduktion
- Lactat-Dehydrogenase
- Transferase
- Gruppentransfer
- Nukleosidmonophosphatkinase (NMP Kinase
- Hydrolase
- Hydrolysereaktionen (Transfer fkt. Gruppen auf Wasser)
- Chymotrypsin
- Lyase
- Addition oder Entfernen von Gruppen um Doppelbindungen zu schaffen
- Fumarase
- Isomerase
- Isomerisierung (intramolekulärer Gruppentransfer)
- Triose Phosphat isomerase
- Ligase
- Ligation zweier Substrate unter ATP Hydrolyse
- Aminoacyl-tRNA-Synthetase
