Kohlenhydrate Flashcards
Nennen Sie einige Gründe warum Kohlenhydrate als wichtige Moleküle betrachtet werden.
Kohlenhydrate bedienen etliche wichtige Funktionen als Brennstoffe, metabolische Zwischenprodukte und Energiespeicher. Sie sind die Grundlage der meisten organischen Stoffe auf unseren Planeten. Kohlenhydrate dienen als strukturelle Bausteine für DNS, RNS und Polysaccharide. Sie sind auch mit anderen Molekülen verknüpft, wie Protein, Lipide und haben eine bedeutende Rolle in Signalwirkung und Struktur.
Was ist der Unterschied zwischen einem Enantiomer und einem Diastereomer?
Ein Enantiomer ist ein Stereoisomer, welches ein perfektes (nicht überlagerbares oder identisches) Spiegelbild bildet. Ein chirales Molekül besitzt ein perfektes Spiegelbild. Komplexere Kohlenhydrate mit der gleichen chemischen Formel und multiplen chiralen Zentren zeigen Variationen in der Struktur der asymmetrischen Kohlenstoffe. Es existieren zusätzliche Stereoisomere. Solche, die keine Spiegelbilder darstellen, nennt man Diastereomere.
Wie wird die D- oder L-Konfiguration bestimmt?
Die D- oder L-Konfiguration wird an Hand des asymmetrischen Kohlenstoffs, der sich am weitesten von der Keton-oder Aldehydgruppe befindet, bestimmt und bezieht sich auf die D-und L-Strukturen von Glyceraldehyd.
Vergleichen Sie die Strukturen von Amylopektin und Amylose.
Beides sind Homopolymere der Glucose. Amylose besteht aus unverzweigten α-1,4 verknüpften Glucosemolekülen. Amylopektin besitzt eine verzweigte Struktur und enthält sowohl α-1,4- als auch α-1,6-Verknüpfungen. Die α-1,6-Zweige treten ungefähr alle 30 Glucosereste auf.
Was sind die chemischen und strukturellen Unterschiede zwischen Zellulose und Glykogen?
Beides sind Homopolymere von Glucose. Glykogen ist ein verzweigtes Polymer und enthält α-1,4-Verknüpfungen mit β-1,6-Verzweigungen alle 10 Reste. Zellulose ist ein lineares Polymer, das β-1,4-Verknüpfungen enthält. Durch die β-Verknüpfungen kann Zellulose lange gerade Ketten bilden. Zwischen den einzelnen Ketten können H-Brücken ausgebildet und Fibrillen gebildet werden.
Beschreiben Sie einige der Funktionen von Glykosaminoglykan und Proteoglykan.
Sie fungieren als Schmierstoffe, Antikoagulationsstoffe und strukturelle Bausteine. Sie sind von Bedeutung in Stoffwechselwegen, wo sie die Zellvermehrung anregen und die Zellanheftung an die extrazelluläre Matrix unterstützen.
Wie trägt eine genetische Mutation zu Unterschieden in einigen menschlichen Blutgruppen bei?
Die Blutgruppe wird von spezifischen Glykosyltransferasen, die den finalen Zucker an die Glykoproteine der roten Blutkörperchen hinzufügen, bestimmt. Drei verschiedene Arten von Glykosyltransferasen können vererbt werden. Jedes Individuum erhält eine Art von jedem Elternteil. Zwei unterschiedliche Formen ergeben die Blutgruppen A und B. Eine Mutation in der dritten Art resultiert in einem verkürztem und inaktiven Produkt.
Was sind die Vorteile von verschieden Blutgruppen innerhalb einer Art?
Variationen schützen, da Unterschiede entscheidend für den Schutz vor Krankheiten und Infektionen sein können. Ein Mikroorganismus, der Vorteile gegenüber einen Wirt durch Nachahmung und/oder Benutzung von spezifischen Antigenen hat, wird kaum in einem Wirt, der sich in den Antigenen unterscheidet, überleben.
Warum ist es im Vergleich zu Aminosäuresequenzen schwieriger die Struktur von Oligosacchariden zu bestimmen?
Aminosäuren sind durch Peptidbindungen verbunden und die Seitenketten variieren in Größe, Ladung und chemischen Eigenschaften. Im Gegensatz dazu können Zucker verzweigt sein und α− oder β−Verknüpfungen haben, die die Bestimmung der Bauteile erschweren. Des weiteren haben viele Zucker die gleiche oder ähnliche chemische Formeln und ähnliche chemische Eigenschaften, was die spezifische Identifizierung und Verknüpfung erschwert.
Warum müssen Muskeln ATP unter aeroben und anaeroben Bedingungen herstellen?
Muskeln funktionieren zunächst aerob. Wenn jedoch Schübe von Energie benötigt werden, reicht die Sauerstoffversorgung nicht aus, um die Nachfrage zu bedienen. Um genügend ATP für die Energienachfrage in Zuständen extremer Belastung liefern zu können, muss der Muskel auch unter anaeroben Bedingungen ATP liefern können.
Welche beiden Isomerisierungsreaktionen laufen bei der Glykolyse ab? Warum sind diese Schritte nötig?
Glucose-6-phosphat wird zu Fructose-6-phosphat isomerisiert, wobei eine Aldose in eine Ketose umgewandelt wird. Dadurch kann eine Phosphorylierung am Kohlenstoffatom 1 erfolgen. Später im Stoffwechselweg wird Dihydroxyacetonphosphat (DHAP) zu Glycerinaldehyd-3-phosphat isomerisiert. Dadurch finden beide Moleküle Verwendung, die aus der Spaltung von Fructose-1,6- bisphosphat entstanden sind.
Im Gleichgewicht ist wesentlich mehr DHAP als GAP vorhanden. Jedoch erfolgt die Umsetzung von DHAP durch die Triosephosphatisomerase leicht. Warum?
Das entstandene GAP wird durch die folgenden Reaktionen sehr schnell verbraucht, dadurch kann DHAP durch das Enzym zu GAP umgesetzt werden.
Wie führt die Umsetzung von Phosphoenolpyruvat zu Pyruvat zur ATP-Bildung?
Das Enolphosphat besitzt ein sehr hohes Phosphorylübertragungsportential, welches aus der Triebkraft der Tautomerisierung des Enol zum deutlich stabileren Keton resultiert.
Wie kann die Glykolyse unter anaeroben Bedingungen aufrechterhalten werden?
Pyruvat kann entweder zu Lactat oder Ethanol reduziert werden. Diese Reaktion wird von der Oxidation von NADH begleitet um NAD+ zu regenerieren.
Wie beeinflusst Citrat die Glykolyse?
Phosphofructokinase wird durch Citrat inhibiert, welches ein Intermediat des Citratzyklus ist. Dadurch wird das Enzym im Falle hoher Citratkonzentrationen inhibiert und weniger Glucosemoleküle metabolisiert. In diesem Falle dient Citrat als Indikator für die Zelle. Eine hohe Konzentration von Citrat im Cytoplasma bedeutet, dass Biosynthesebausteine reichlich vorhanden sind und deshalb kein Bedarf besteht, Glucose zu diesem Zweck abzubauen.
Zeichne eine Struktur, welche die am häufigsten vorkommende Verbindung zwischen
Glucose-Einheiten, die in Glykogen zu finden sind, zeigt.
Die Struktur sollte zwei Glucose-Moleküle beinhalten, die über eine α-1,4-
glykosidische Verbindung verknüpft sind.
Geben Sie die Reaktionen an durch die Glycerin (engl. glycerol), welches aus Fetten
stammt, zu Pyruvat metabolisiert oder zur Synthese von Glucose verwendet werden kann.
Nachdem Glycerin in DHAP umgesetzt wurde, wird es zu GAP isomerisiert, welches
dann entweder die Glykolyse zum Pyruvat weiter durchschreiten kann oder über die
Gluconeogense zur Glucose umgesetzt werden kann.
Zeichnen Sie die Struktur von Lactose. Kennzeichnen Sie die beteiligten Monosaccharide
und die Art der Verknüpfung.
Zeichnen Sie die Haworth Projektionen der zwei Pyranoseformen von D-Glucose.
Zeichnen Sie die Fischer-Projektionen aller Triosen.
