Pentosephosphatweg

Question 0

Welche Produkte entstehen bei der Oxidation der Glucose am:

a) C1-Atom
b) C2-Atom?

Answer 0

a) Gluconsäurelacton

b) Glucuronsäure

Question 1

Welche Funktionen hat der PPW?

Answer 1

• Bereitstellung für Pentosen (C5-Zucker): ATP, DNA etc.
• Umwandlung von Zuckern mit 3,4, 5 und 7 C-Atomen: Einschleusung in Glykolyse
• Bereitstellung von NADPH/H+: Elektronendonor für reduktive Biosynthesen, z.B. Fettsäuresynthese, Cholesterinsynthese, Milchbildung

Question 2

Beschreiben Sie die Reaktionen des oxidativen Wegs des PPW. Wie wird er reguliert?

Answer 2

s. Folie

- negative Rückkopplung über NADPH + Acetyl-CoA

Question 3

Beschreiben Sie die Reaktionen des nicht-oxidativen Teils des PPW

Answer 3

-

Question 4

Welche Reaktion katalysiert die Pentose-5-Phosphat-Isomerase

Answer 4

Ribulose-5-P Endiol Ribose-5-P

Question 5

Beschreiben Sie die Reaktion der Pentose-5-P-Epimerase

Answer 5

Ribulose-5-P Xylulose-5-P

Question 6

Welcher Cofaktor benötigt die Transketolase?

Answer 6

• TPP (Vitamin B1) zur Übertragung des aktiven Aldehyds

Question 7

Welche Reaktion katalysiert der Transketolase

Answer 7

-

Question 8

Welche Reaktion katalysiert die Transaldolase?

Answer 8

-

Question 9

Welchen Cofaktor benötigt die Transaldolase?

Answer 9

• Übertragung des aktivierten Dihydroxyacetons erfolgt über Schiff-Base

Question 10

Geben Sie die Summenformel des PPW für

a) einen einmaligen Durchlauf
b) für eine vollständige Oxidation eines Glucose-6-P

Answer 10

a) 6Glc-6P +7 H2O + 12 NADP+ -> 5-Glc-6-P + 6CO2 + P + 12 NADPH/H+
b) 1 Glc-6-P + 7H2O + 12 NADP+ -> 6 CO2 + P + 12 NADPH/H+

Question 11

Wie erfolgt die Regulation des PPW?

Answer 11

• Regulation über den NADP+-Spiegel
• geschwindigkeitsbestimmend: Reaktion der Glc-6-P-DH
• Verhältnis von NADP+/NADPH/H+ wichtig Konkurrenz um Enzym
• nicht-oxidativer Teil wird über Verfügbarkeit der Substrate bestimmt

Question 12

Der PPW ist abhängig vom Bedarf an NADPH/H und Ribose. Wie verläuft der PPW bei

a) Ribose-5-P > NADPH
b) Ribose-5-P = NADPH
c) Ribose-5-P &laquo_space;NADPH

Answer 12

a) vermehrte Bildung von Ribose-5-P aus Fructose-6-P und GA3P, v.a. in sich schnell teilenden Zellen
b) Oxidativer Teil läuft ab, Ribulose-5-P wird zur Synthese von Ribose-5-P verwendet
c) PPW läuft komplett ab, keine Bildung von Ribose-5-P (in Fettgewebe, Milchdrüsen)

Question 13

In welchen Organen läuft der PPW ab?

Answer 13

lipogenetisch aktive Gewebe:

• Leber, Fettgewebe, Brustdrüse
• Nebennierenrinde (Steroidhormone)

Question 14

In welchem Kompartiment findet der PPW statt?

Answer 14

Zytoplasma

Question 15

NAD+ und NADP+ unterscheiden sich durch…

Answer 15

eine Phosphatgruppe am C2-Atom der Ribose

Question 16

Wie ist das Verhältnis von NAD/NADH in der Leber bzw. das Verhältnis von NADP/NADPH in der Leber?

Answer 16

• NAD/NADH = 1:1000

- NADP/NADPH = 100:1

Question 17

In den Reaktionen welcher Enzyme kommt es zur NADPH/H-Synthese?

Answer 17

Pentosephosphatweg:
- Glucose-6-P-DH
- Phosphogluconat-DH
Citratzyklus: (wenn Lipidsynthese maximal)
- Isocitrat-DH
- Malatenzym (Teil des Citrat-Shuttles)

Question 18

Die Reduktion von NADP+ ist gekoppelt an…

Answer 18

irreversible Folgereaktionen

Question 19

Bei der Reaktion der Isocitrat-DH entsteht NADH bzw. NADPH. Wo entstehen diese?

Answer 19

NADH: nur in Mitochondrien
NADPH: nur in Mitochondrien und Zytosol

Question 20

Wofür wird NADPH/H+ benötigt?

Answer 20

• Lipidsynthese
• Beseitigung von O2-Radikalen
• für Biotransformation

Question 21

Bei der Reaktion der Malat-DH kann je nach Lokalisation NAD+ oder NADPH gebildet werden.

Answer 21

NADH: Mitochondrium, Oxalacetat + NADH/H -> Malat + NAD+
NADPH: Zytosol, Malat + NADP+ -> Pyruvat + CO2 + NADPH/H

Question 22

Wo wird NADPH/H zur Reduktion von Sauerstoffradikalen benötigt? Beschreiben Sie die Reaktion.

Answer 22

• in Erythrozyten zur Regeneration von Hb aus Met-Hb (Schutzsystem gegen gefährliche Sauerstoffradikale)

Question 23

Welche Eigenschaften hat das Gluthation?

Answer 23

• Tripeptid aus Glutamat, Glycin und Cystein
• im Ery unter ATP-Verbrauch synthetisiert
• Konzentration: 2,5 mikomol/ml
• HWZ: 3-4 Tage
• schützt vor Oxidationen von anderen SH-Gruppen in wichtigen Proteinen und v.a. im Hb
• ständige Regeneration durch Gluthationreduktase unter NADPH/H-Verbrauch

Question 24

Welche Folgen hat ein Glucose-6-P-DH-Mangel?

Answer 24

• einzige Möglichkeit für Ery NADPH/H zu erzeugen -> PPW, da kein Citratzyklus, keine Mitos
• ohne NADPH/H kann Gluthation seine Schutzfunktion nicht erfüllen
• Peroxide können direkt Membran und SH-Gruppen der Proteine angreifen -> Hämolyse

Question 25

Welche Symptome kann ein Glc-6-P-DH-Mangel auslösen?

Answer 25

• Beschwerdefreiheit oder
• lebenbedrphliche hämolytische Krise
• A-Variante: hemizygote Schwarze und heterozygote Frauen haben Restaktivität
• B-Variante: hemizygote Weiße stärker betroffen, bis Hb-Urie und Nierenversagen

Question 26

Was ist die Therapie des Glc-6-P-DH-Mangels?

Answer 26

Auslöser vermeiden:

• keine Bohnen (Favismus)
• ASS, Sulfonamide, Malaria-Mittel (Medikamente reagieren radikalisch und verbrauchen Gluthation!)
• virale und bakterielle Infektionen

Question 27

Was sind die Ursachen des Glucose-6-P-DH-Mangels?

Answer 27

Gen auf X-Chromosom:

• Polymorphismus: A->G bewirkt Aspsäure -> Asp, macht nicht krank
• Mutation: Veränderung, die krank macht, Funktionsfähigkeit des Enzyms verloren oder eingeschränkt,

Question 28

Was versteht man unter der Biotransformation? Wozu braucht man hierfür NADPH/H+`?

Answer 28

Biotransformation:

• nicht ausscheidbare Stoffe werden durch chemische Prozesse in ausscheidbare umgewandelt
• Biotransformation durch P450-System vermittelt im glatten ER
• Mischfunktionelle Hydroxylasen mit Häm als P450 als Coenzym
• Reduktion des Substrats in der Leber