Fragen Membranen Flashcards
1
Q
- Was hat die Bezeichnung 18:2 für Fettsäuren für eine Bedeutung?
A
- In diesen Fettsäuren gibt es 18 Kohlenstoffatome und zwei Doppelbindungen.
2
Q
- Was sind die zwei Systeme zur Benennung der Position von Doppelbindungen? Geben Sie
Beispiele.
A
- System eins bezieht sich auf die Doppelbindung relativ zum letzten, oder omega (),
Kohlenstoff. ( Ein Beispiel wäre die -3 Fettsäure). Das andere System nutzt zur
Benennung der Position der Doppelbindung ihre Entfernung vom Kohlenstoff am
Carboxylende und bezeichnet auch, ob die Bindung in cis oder trans Anordnung vorliegt. (
Ein Beispiel wäre cis-9)
3
Q
- Welche Moleküle bilden die polaren Kopfgruppen von Phospholipiden? Geben Sie mehrere
Beispiele.
A
- Beispiele für Kopfgruppen sind Serin, Ethanolamin, Cholin, Glycerin und Inositol.
4
Q
- Zeichnen Sie den Durchschnitt einer Micelle und einer Membrandoppelschicht.
A
- Micellen sind räumliche Gebilde, in denen Alkylschwänze im Inneren liegen und die
hydrophilen Kopfgruppen nach außen zeigen. Doppelschichten haben zwei Lipidschichten,
in welchen die Kopfgruppen jeweils nach außen zeigen und die Alkylreste im Inneren in
zwei Reihen angeordnet sind. Beispiele finden Sie in ihren Folien.
5
Q
- Zeichnen Sie ein typisches Phospholipid und kennzeichnen Sie die unterschiedlichen
Bindungen.
A
- Das Phospholipid sollte der unteren Abbildung ähnlich sein. Es sollte ein zentrales
Glycerinmolekül enthalten, zu welchem zwei Fettsäuren durch Esterbindung verbrückt
sind. An einem Ende sollte das Glycerinmolekül über eine Phosphatgruppe an einen
Alkohol gebunden sein. Die Phosphatgruppe sollte bei pH 7 negativ geladen sein.
6
Q
- Wie werden Lipiddoppelschichten gebildet? Was ist die Triebkraft?
A
- Bimolekulare Schichten aus Lipiden bilden sich spontan durch Selbstassemblierung.
Hydrophobe Wechselwirkungen sind dabei die Triebkraft. Van-der-Waals
Wechselwirkungen zwischen den Kohlenwasserstoffketten favorisieren eine dichte
Packung der Alkylschwänze. Die polaren Kopfgruppen ziehen sich gegenseitig durch
elektrostatische Wechselwirkungen und Wasserstoffbrücken an.
7
Q
- Wieso bilden die meisten Phosholipide Schichten statt Micellen aus?
A
- Die zwei Alkylreste der Phospholipide macht es sterisch ungünstig Micellen zu bilden.
8
Q
- Was sind Liposomen? Welche kommerziellen Anwendungen haben Sie?
A
- Liposomen sind räumliche Anordnung aus Lipiddoppelschichten, die einen größeren
wässrigen Bereich einschließen. Sie sind sehr nützliche Modelle für Zellen. Sie können
auch genutzt werden, um Moleküle, wie zum Beispiel Medikamente, zu transportieren und
werden häufig in Kosmetika verwendet.
9
Q
- Zeichnen Sie eine Lipiddoppelschicht, an die sowohl integrale als auch periphere
Membranproteine gebunden sind.
A
- Die Membran sollte als Doppelschicht gezeichnet werden, in der die Kopfgruppen durch
kleine Bälle und die Alkylketten als längere Schwänze angedeutet werden. Die peripheren
Membranproteine wären lose auf der Außenseite der Membran und die integralen
Membranproteine in der Membran positioniert. Beispiele finden Sie in ihren Folien.
10
Q
- Was ist die Funktion der Prostaglandin-H2-Synthase-1? Wie erleichtert ihre Assoziation an die
Membran ihre Funktion?
A
- Prostaglandin-H2-Synthase-1 wandelt Arachidonsäure in Prostaglandin-H2 um. Das
Protein steckt in der Membran, mit einem hydrophoben Kanal, der zur Hälfte in der
Lipiddoppelschicht steckt. Die Arachidonsäure ist ein Produkt der Hydrolyse von
Membranlipiden und wandert in den Proteinkanal durch die Lipiddoppelschicht. Sie
vermeidet so erfolgreich die Wechselwirkung mit der wässrigen Umgebung.
11
Q
- Bakterien müssen unter vielen verschiedenen Bedingungen überleben. Wie adaptieren Sie
ihre Membranen?
A
- Prostaglandin-H2-Synthase-1 wandelt Arachidonsäure in Prostaglandin-H2 um. Das
Protein steckt in der Membran, mit einem hydrophoben Kanal, der zur Hälfte in der
Lipiddoppelschicht steckt. Die Arachidonsäure ist ein Produkt der Hydrolyse von
Membranlipiden und wandert in den Proteinkanal durch die Lipiddoppelschicht. Sie
vermeidet so erfolgreich die Wechselwirkung mit der wässrigen Umgebung.
12
Q
- Was ist „einfache Diffusion“? Nennen Sie ein Beispiel!
A
- Was ist „einfache Diffusion“? Nennen Sie ein Beispiel !
Antwort: Bei der einfachen Diffusion passieren Moleküle eine Membran entlang ihres
Konzentrationsgradienten. Dabei können nur lipophile Moleküle einfach durch die Membran
diffundieren. Beispiele hierfür sind Steroidhormone, wie z.B. Vitamin A.
13
Q
- Wie unterscheiden sich aktiver und passiver Transport?
A
- Wie unterscheiden sich aktiver und passiver Transport ?
Antwort: Beim aktiven Transport müssen Moleküle gegen ihren Konzentrationsgradienten
gepumpt werden. Dies benötigt Energie.
14
Q
- Wie beeinflusst Energie die Funktion von Na+
-K
+ ATPasen?
A
- Wie beeinflusst Energie die Funktion von Na+-K+ ATPasen?
Antwort: ATP liefert die nötige Energie für diese Pumpen. Sie halten die richtige zelluläre
Konzentration von Natrium und Kalium aufrecht, pumpen Natrium aus und Kalium in die Zelle.
Ohne ATP würden diese Pumpen nicht funktionieren.
15
Q
- Viele Pumpen gehören zu den P-Typ ATPasen. Angenommen, Sie würden ein neues Enzym mit ähnlicher Funktion
erforschen… Welches Reaktionsprodukt würde dabei helfen Sie davon zu überzeugen, dass das Enzym tatsächlich zu den
P-Typ ATPasen gehört?
A
- Viele Pumpen gehören zu den P-Typ ATPasen. Angenommen Sie würden ein neues Enzym
mit ähnlicher Funktion erforschen… Welches Reaktionsprodukt würde dabei helfen Sie davon zu
überzeugen, dass das Enzym tatsächlich zu den P-Typ ATPasen gehört ?
Antwort: Die Vertreter dieser Enzymfamilie transferieren Phosphat von ATP auf einen
speziellen Aspartylrest im Enzym.
16
Q
- Beschreiben Sie die Funktion der sarkoplasmatischen Retikulum Ca2+ ATPase !
A
- Beschreiben Sie Aufbau und Funktion der Ca2+ ATPase des sarkoplasmatischen Retikulums!
Antwort: Dieses Protein besitzt eine integrale Membrandomäne und einen cytosolischen Kopf
mit 3 separaten Domänen. Eine dieser Kopfdomänen ist für die ATP-Bindung zuständig, eine
übernimmt die Phosphatgruppe und die andere scheint als Aktuator zu fungieren. Die
membrandurchspannende Domäne ist für die Calciumbindung zuständig. Die Ca2+-ATPase
transportiert Ca2+ entgegen des Konzentrationsgradienten in das sarkoplasmatische Retikulum.
17
Q
- Beschrieben Sie den vorgeschlagenen Mechanismus für den Laktosepermease-Symporter !
A
- Beschrieben Sie den vorgeschlagenen Mechanismus für den Lactosepermease-Symporter !
Antwort: 1. Der Zyklus beginnt damit, dass beide Hälften mit der Öffnung in Richtung
Bindetasche orientiert sind, welche aus der Zelle zeigt. Ein Proton von ausserhalb der Zelle
bindet an einen Glu-Rest der Permease. - Die protonierte Permease bindet Laktose von außerhalb der Zelle.
- Die Struktur ändert sich, sodass die Bindetasche in die Zelle zeigt.
- Die Permease entlässt Lactose in die Zelle.
- Die Permease gibt das Proton in die Zelle ab.
- Die Permeasekonformation kehrt in den Grundzustand zurück, worauf der Zyklus
abgeschlossen ist. (Siehe Abb. 13.12)
18
Q
- Beschreiben Sie die Form des Acetylcholinrezeptors !
A
- Beschreiben Sie die Struktur des Acetylcholinrezeptors !
Antwort: Der Acetylcholinrezeptor ist ein Tetramer, das aus 5 Untereinheiten besteht: 2
identische und 3 verwandte Peptidketten (2α,β,χ,δ). Die Ähnlichkeit zwischen den
Untereinheiten lässt auf Genduplikation und Divergenz schließen. Ligandenbindung scheint eine
Konformationsänderung herbeizuführen, wobei durch eine Rotationsbewegung der Kanal
geöffnet wird. Die Pore ist mit polaren Resten besetzt, große hydrophobe Aminosäuren
schließen den geschlossenen Kanal ab.
19
Q
- Wieso ist eine Vorhersage der Struktur eines Kanalproteins schwierig, obwohl bekannt ist, welche Aminosäuren sich
vermutlich in der Membranen befinden?
A
- Wieso ist eine Vorhersage der Struktur eines Kanalproteins schwierig, obwohl bekannt ist,
welche Aminosäuren sich vermutlich in der Membran befinden?
Antwort: Es ist unwahrscheinlich, dass eine einzelne membranbindende Domäne einen Kanal
bilden kann, der groß genug für die Passage von Molekülen ist. Die meisten Proteinkanäle
bestehen aus mehreren Untereinheiten, die zusammen eine Einheit bilden. Während das Innere
des Kanals polar ist, ist die Aussenseite, die im Kontakt mit den Lipiden steht, hydrophob.
Anhand der Aminosäuresequenz ist es schwierig vorherzusagen, welche Untereinheiten eine
Einheit bilden.
20
Q
- Wieso ist es gefährlich, unfachmännisch zubereiteten Kugelfisch zu essen?
A
- Wieso ist es gefährlich, unfachmännisch zubereiteten Kugelfisch zu essen?
Antwort: Kugelfisch enthält Tetrodotoxin, ein Gift, das fest an den Natriumkanal bindet. Schon
10 ng sind für den Menschen tödlich.
21
Q
- Wie werden Kaliumionen, die die Membran durch einen Kanal passieren freigesetzt, wenn sie doch fest an den
selektiven Filter binden?
A
- Wie werden Kaliumionen, die die Membran durch einen Kanal passieren, freigesetzt, wenn
sie doch fest an den selektiven Filter binden ?
Antwort: Der selektive Filter besitzt vier Bindestellen. Hydratisiertes Kalium kann einzeln in
diese Stellen eindringen, wobei es seine Hydrathülle verliert. Wenn zwei Ionen benachbarte
Stellen besetzen, dann stoßen sich diese durch elektrostatische Kräfte ab. Gelangen nun Ionen
von der einen Seite in den Kanal, so werden Ionen auf der anderen Seite hinausgedrückt.
22
Q
- Was versteht man unter dem Begriff „ball-and-chain“ Modell?
A
- Was versteht man unter dem Begriff „ball-and-chain“ Modell ?
Antwort: Unter dem „ball-and-chain“ Modell versteht man die Inaktivierung einer Pore durch
Verschluss. Bei diesem Modell bildet eine Gruppe an Aminosäuren einen Ball („ball“), der über
eine flexible Peptidkette („chain“) mit dem restlichen Protein verbunden ist. Nachdem der Kanal
sich öffnet bewegt sich der Ball an eine Stelle, die den Kanal blockiert, was zu einer schnellen
Inaktivierung führt.
23
Q
- Beschreibe, wie spannungsgesteuerte Kanäle funktionieren !
A
- Beschreiben Sie, wie spannungsgesteuerte Kanäle funktionieren !
Antwort: Spannungsgesteuerte Kanäle bestehen aus den Segmenten S1-S6. Die Pore wird durch
S5 und S6 gebildet, wohingegen S1-S4, die spannungssensitiven Helices („voltage-sensing
paddles“) den Kanal schließen. Diese Helices befinden sich in der „unteren“ Position unter dem
geschlossenen Kanal. Eine Depolarisation der Membran zieht die Helices durch die Membran,
wodurch der Kanal geöffnet wird.
