Grundlagen der Biochemie Flashcards
Was sind Kohlenhydrate?
Kohlenhydrate haben die Form ( CH2O)n für n>= 3
Kohlenhydrate entstammen vorwiegend aus pflanzlichen Ursprungs (über Photosynthese)
Kohlenhydrate liefern Energie beim Abbau
Kohlenhydrate sind mengenmäßig die häufigsten organischen Substanzen.
Kohlenhydrate sind Makromoleküle aus Monosacchariden (Traubenzucker (Glukose), Fruchtzucker (Fruktose) und Schleimzucker (Galaktose))
Aus Monosacchariden werden Di-, Oligo- und Polysaccharide gebildet.
C trägt Hydroxyl- (Alkohol) und Keto-, oder Aldehydgruppen
Beschreiben Sie drei Funktionen von Kohlehydraten
Energielieferanten und Energiespeicher (Polysaccharide wie Stärke oder Glykogen; Zucker) wichtigsten Nahrungsbestandteil
Strukturelemente und Baustoffe z.B in Zellwänden von Pflanzen (Cellulose), Bakterien (Murein) und Pilzen (Chitin)
Bestandteile anderer Stoffe
– ATP = phosphoryliertes Zuckerderivat (enthält Ribose)
– Grundgerüst von DNA und RNA (Ribose, Desoxyribose;
Speicherung u. Expression der genet. Information)
– in Verbindung mit Proteinen und Lipiden (Glykoproteine)
Was ist ein asymmetrisches C-Atom und welche Bedeutung hat das beim Zucker?
Stereoisomer (unterschiedliche räumliche Anordnung)
Besitzt 4 verschiedene Substituenten, dadurch kann es zu chiralen D- und L-Formen kommen (D – OH-Gruppe ist rechts, L – OH-Gruppe ist links)
Chiral: Bild und Spiegelbild sind niemals durch Drehung zu Deckung zu bringen
Asymmetrisches C-Atom: Optisch Aktiv, D und L nicht unterschiedet ob nach rechts oder links
Enantiomere
Moleküle, welche sich wie Bild und Spiegelbild verhalten. Weitgehend die gleichen chemischen + physikalischen Eigenschaften aber in der Regel unterschiedliche biologische Eigenschaften - Meistens ist die andere Form biologisch inaktiv
Erklären Sie α- und ß-Konfiguration bei Kohlehydraten.
Nach einer Ringbildung entsteht ein neues asymmetrisches C-Atom, abhängig davon, ob die OH.-Gruppe nach oben oder unten sieht, spricht man von einer
- α- (nach unten) oder
- ß- (nach oben) Konfiguration
Die beiden Konfigurationen werden als Anomere bezeichnet. Die gehen leicht ineinander über (Mutarotation). Abhängig von dieser Konfiguration entstehen durch glykosidische Bindung verschiedene neue Moleküle.
Erklären Sie die vier Kriterien nach denen Monosaccharide unterschieden werden könne.
- Anzahl von C-Atomen
- Typ der Carbonylgruppe
- D oder L-Form
- α - oder ß -Konfiguration
Was sind Disaccharide und welche Bedeutung haben sie?
Disaccharide werden durch Verknüpfung (glykosidische Bindung) von zwei Monosacchariden gebildet. Werden meist über Nahrung aufgenommen und im Darm gespalten.
Maltose
Glucose + Glucose (a-1,4-glykosidische Bindung)
Cellobiose
Glucose + Glucose (ß-1,4-glykosidische Bindung)
Lactose (Milchzucker)
Galactose + Glucose (ß-1-4-glykosidische Bindung)
Saccharose (Kristallzucker)
Glucose + Fructose (α,β-1,2-glykosidische Bindung)
Erläutern Sie den Aufbau und die Bedeutung von Stärke.
Summenformel : 𝐶6𝐻10𝑂5
Aufbau:
15% -25% : Die in der Stärke vorkommende Amylose besteht aus Ketten von α - 1-4 verknüpften Glucosen
75 % - 86 %: Amylopectin ist poly α 1,4- α 1,6-Glucose. Durch die Verbindung zwischen den C1- und C6-Atomen entstehen Verzweigungen. Im Mittel verzweigt sich die Kette jeweils nach 25 Glucosemolekülen.
Bedeutung :
Speicherung in Pflanzen als Stärkekörner (z.B. in Chloroplasten)
Was ist Glucose und welche zentrale Bedeutung spielt sie im Stoffwechsel?
Summenformel : 𝐶6𝐻12𝑂6
Glucose ist ein Monosaccharid. Wird oft als Ring dargestellt.
Bedeutung :
Hauptenergielieferant der menschlichen Zelle. Kann vom Körper schnell und ohne Umwege verarbeitet werden. Zur Aufspaltung: Insulin
Erläutern Sie den Aufbau und die Bedeutung von Chitin.
Aufbau :
Grundbestandteil ist N-Acetylglucosamin (Aminozucker). Bildung langer gerader Ketten, spiralige Zusammensetzung zu Fibrillen. Chitobiose -> ß-1,4-Verknüpfung von 2 N-Acetylglucosamin-Molekülen
Bedeutung :
Gerüstsubstanz, Insekten/Krabben,… Panzer
Erläutern Sie den Aufbau und die Bedeutung von Cellulose
Aufbau :
ß-1,4-Verknüpfung von Glucoseresten. Bis zu 14 000 -D-Glucose-Einheiten werden zu einem fadenförmigen Riesenmolekülen. Struktureinheit ist die Cellobiose (Disaccharid aus zwei Glucosen). Die freien OH-Gruppen der Moleküle bilden mit ihren Nachbarn Wasserstoffbrücken aus, dadurch vereinigen sich mehrere lange Ketten zu Bündeln, den Cellulosefasern (Mikrofibrillen). Cellulose ist wasserunlöslich
Bedeutung :
Mehr als die Hälfte des Kohlenstoffes der Biosphäre ist in Cellulose gebunden
Meist mit anderen Gerüstsubstanzen zusammen (Holzstoff Lignin,…)
Was sind Lipide? Wie sind sie zusammengesetzt?
- Bezeichnet die Gesamtheit der Fette und fettähnlichen Substanzen
- chemisch Heterogene Substanzen, die sich schlecht im Wasser (Hydrophobie) lösen
- lösen sich dagegen gut in unpolaren Lösungsmitteln (Lipophilie)
Zusammensetzung
Bestehen aus einer ipophilen (wasserabstoßenden) Kohlenwasserstoffkette und einer hydrophilen Carboxyl- Gruppe (allg. Formel: R-COOH). Die Fettsäuren besitzen meist 12 bis 20 C-Atome und sind bei den natürlich vorkommenden stets unverzweigt
Eigenschaften:
- Gut in organischen Lösungsmitteln löslich
- nicht in Wasser löslich
- Nahrungsbestandteile
- Baustoffe
- Lipoproteine: Assoziation Lipide und Proteine
Welche Funktionen haben Lipide in der Zelle?
Nahrungsbestandteile (Energielieferant, essentielle Fettsäuren, Resorption fettlöslicher Vitamine)
Baustoffe (in der Zellmembran, Körperfett, mechanischer und thermischer Schutz, empfindliche Körperteile)
Lipoproteine (Lipid + Protein, Membrane, Zellorganellen)
Biologisch aktive Lipide: Eicosanoide (intra-/extrazelluläre Signalmoleküle, Mediatoren in klinischen Prozessen), Steroide (Hormone)
Was sind Fettsäuren und nach welchen Kriterien werden sie eingeteilt?
Fettsäuren sind Carbonsäuren mit einer langen Kohlenwasserstoffkette. Bestehen aus eine lipophilen (wasserabstoßenden) Kohlenwasserstoffkette und einer hydrophilen Caroboxyl Gruppe
R-COOH
Einteilung:
- Länge der Kohlenwasserstoffkette
- Anzahl und Position von C-Doppelbindungen
- Anzahl von Verzweigungen
- ungesättigte Fettsäuren und gesättigte Fettsäuren
Natürliche Fettsäuren sind immer unverzweigt und haben eine gerade Anzhal an C-Atomen
Erläutern Sie die Bedeutung der ungesättigten Fettsäuren.
Besteht ein Fett aus mehr ungesättigten als gesättigten Fettsäuren, ist ein weicher. Öle enthalten mehr als 2/3 ungesättigte Fettsäuren. Ungesättigte Fettsäuren haben mind. eine Doppelbindung, wodurch ein Knick im Kohlenwasserstoff entsteht (cis-H-Anordnung). Der Schmelzpunkt nimmt mit wachsender Kettenlänge zu.
