Membran (Lernziele)

Question 1

wie Lipide definiert sind

Answer 1

Klasse von biol. Substanzen, die stark hydrophob sind und schwer wasserlöslich

Question 2

+Klassifizierung von Lypide

Answer 2

• Fettsäuren
• Triacylglycerine
• Glycerophospholipide
• Steroide und viele andere

Question 3

+ Wie sind Fettsäuren aufgebaut?

Answer 3

Carbonsäure mit langkettigen Kohlenwasserstoffketten (Alkylkette)

Question 4

welche Eigenschaften gesättigte und ungesättigte Fettsäuren besitzen

Answer 4

Gesättigte Fettsäuren: keine Doppelbindung
Ungesättigte: haben eine Doppelbindung(en)
!!!! Je mehr Doppelbindungen, Je geringer Anzahl C-Atome
->Deso geriner die Schmelztemperatur

Question 5

wie Fettsäuren systematisch benannt werden

Answer 5

2 Arten der Bennenung:
Nomenklatur: Systemname+Endung „Säure“
Systemname: cis/trans-Anzahl von Cs (zb octa)-(stelle von Doppelbindung(en))-en(weil Doppelbindung)säure
Bsp: Ölsäure (cis-octadecan-9-ensäure)

Omega-Bezeichnung

Question 6

Wie sind Triacylglycerin aufgebaut?

Answer 6

bei glycerin wird mit (3(verschiedenen))Fettsäuren verestert
Nomenklatur: 1-kürzeste Fettsäure,2-mittelkürzeste,3-kürzeste
Wenn 2 Ketten gleichlang->Die mit mehr Doppelb. zuerst

Question 7

wieso Triacylglycerine gut als Energiespeicher geeignet sind

Answer 7

(KP)Hydrolyse von Triacylglycerinen durch Lipasenergeben Fettsäuren und Glycerin
Aus Triacylglycerinen mobilisierte Fettsäuren werden
oxidiert, um den Energiebedarf einer Zelle oder eines Organismus zu decken.

Question 8

‐welche Eigenschaften haben Glycerophospholipide ?

Answer 8

-amphiphil:

Phosphatkopf ist polar (hydrophil) Fettsäure Schwanz apolar (hydrohob)

Question 9

‐wie ein Sphingolipid aufgebaut ist

Answer 9

Sphingosin ( Aminoalkohol) mit langer ungesättigten Kohlenwasserstoffe (Sphingosin=C18H37NO2) Das Sphingosin bildet das Rückgrat der Sphingolipide, einer Klasse der Membranlipide, bei denen die Aminogruppe des Sphingosin mit einer Amidbindung an eine Fettsäure gebunden ist.

Question 10

welche Eigenschaften biologische Membranen besitzen

Answer 10

-Durchmesser 60-100 Angstrom
-Hauptbestandteil Lipide und Proteine (4:1-1:4)
-Membranlipide: amphiphiler Charakter
=>Doppelschichtbildung aus Phospholipiden (spontan) -> Kooperative Struktur
-Oft elektrisch polarisiert (-60mV)

• Membran ist symetrisch
• Semipermeabilität
• Flüssigmosaikmodell

Question 11

+Welche Stoffe haben welche Permeabilität?

Answer 11

hydrophob,gasförming(CO2,O2,N2)=>groß
polar klein(H2O)=>weniger
polar groß (AS,Glucose)=>noch weniger
Ionisch (cl-,H+,Na+etc.)=>am wenigsten

Question 12

+Bildung von Liposome

Answer 12

Liposome: Lipidvesikel->wässriger Kopartiment, die von
Lippiddoppelschicht umgeben ist
Herstellung:Lipid+z.B Glycin in Wasser
Mischung sonification
=>Geschlossene Vesikel einheitl. Größe
Isolation der Vesikel durch Gelfiltration

Question 13

wie man den Transport durch Lipid‐Doppelschichten untersuchen kann

Answer 13

• man bringt eine Elektrode(Spannungsmessgerät) an, wenn die spannung zwischen den beiden Kopartimenten gleich ist->nicht durchlässig, wenn ungleich->teilchen wandern
• geladene Teilchen müssen erst ihre Hydrathülle entfernen, dies ist sehr energieaufwendig

Question 14

+Nachweis Flüssigmosaik-Modell

Answer 14

Mit FRAP (Flourescence-Recovery After Photobleaching)

Question 15

welche Eigenschaften Proteine haben müssen, um als Membranproteine zu wirken

Answer 15

-Hydrophobe Aminosäuren der Proteine tendieren dazu, mit hydrophoben Kern der Membran in Kontakt zu treten
-Lösliche Proteine können an Membran binden, wenn sie (reversibel) mit hydrophobe Gruppen verbunden sind (Membrananker)
(Also wenn sie mit einem Membrananker versehen sind)

Question 16

‐wie man Transmembranhelices vorhersagen kann

Answer 16

-Man hat eine Tabelle mit freien Enthalpie deltaG von AS bei Übergang v.
Membraninnenraum->Wasser
(ist es energetisch günstig, dass die AS den Membraninnenraum verlässt?)

-1AS =1,5Angström ->20AS=30 Angstrom = 3nm = Hydrophober Kern der Membran
-Man erstellt Fenster: Bereich aus 20 Aminosäuren, die man für die Berrechnung auswählt
Dann wird ein Hydropathiediagramm erstellt: Die Änderung der freien Enthalpie jedes Fensters wird gegen die erste Aminosäure eines Fensters aufgetragen.( Fenster 1: SummeDelta G von AS1-20, Fenster 2: SummeDelta G von AS2-21 etc)
Peaks über+84 kJ mol−1 im Hydropathiediagramm zeigen potenzielle Transmembranhelices an.

Question 17

‐was aktiven und passiven Transport über Membranen unterscheidet

Answer 17

Polare Moleküle können durch spezifische Kanäle die Membran entlang ihres Konzentrationsgradienten durchqueren
(vermittelte Diffusion / passiver Transport) Membrankanäle

Polare Moleküle können auch entgegen eines Konzentrationsgefällesdie Membran durchqueren (aktiver Transport) Membranpumpen (ENERGIE!!!)
DeltaG>0 muss es aktiv sein!!!!

Question 18

wie ABC-Transporter wirken

Answer 18

Transport aus der Zelle herraus
Konformationsänderung durch Bindungsaffinität
P-Schleifen im Bindungsstelle typisch für ATP/GTP Bindung und
Umsetzung

Question 19

¬‐wie ein Cotransporter (sekundärtransporter) funktioniert

Answer 19

Kopplung von Transport an Konzentrationsgradienten
Antiporter: Na-K pumpe ( ein stoff, ein stoff gegen Konzentrationsgefälle)
Uniporter: ein Ionenkanal

Question 20

+ Eigenschaften von Ionenkanäle:

Answer 20

1. )Selektivitätfür bestimmte Ionen
2. ) Offene / Geschlossene Konformationen
3. ) Übergangzwischen offener / geschlossener Konformation wird reguliert.
4. ) Offener Zustand wandelt häufig spontan in einen inaktiven Zustand um

Question 21

‐wie P¬‐Typ ATPasen den Transport über die Membran katalysieren

Answer 21

-P-Typ-ATPasen=SR-Ca2+-ATPase (ATP-Hydrolyse für den aktiven Transport)
Extrazellulär: Flüssigkeit mit Salzen für Signalübertragung (Aktionspotenzia)
->Hohe conz. an K+, niedrige Kon. an Na+ durch Na-K Pumpe
-Energie ATP-Hydrolyse :50 kJ/mol

-Ca2+ AtPase (sarkoplasmat. Reticulum)
phosphoriliertes Zwischenprodukt
Phosphorylgruppe(v.ATP) wird auf Asparatrest (Asparaginsäure)
=>Konformationsänderung

-Affinität für Ca2+ an der Bildestelle muss sich ändern!
Ca2+-Bindestelle in Transmembranhelix (gelb)
Struktur besteht aus 3 weiteren Domänen
N bindet ATP
P trägt P
A als „Antreiber“
->Konformationsänderung dieser 3 Domänen sorgt für Konformationsänderung der Transdomäne=> dadurch verringert sich die Affinität der Domäne für Ca2+=> es wird in die Membranlumen abgegeben!

• Warum muss bindestelle gestört werden? Weil dann das calcium in das cytoplasma abgegeben werden kann
• Wieso Asp/Glu(Bestandteil von P und N-Domänen) zur Ca2+ bindung? Asp und Glu sind negativ geladen. Hier wird die Phosphylgruppe von ATP getragen, was zur Konformationsänderung des Moleküls beiträgt