S t o f f w e c h s e l d e r K o h l e n h y d r a t e Flashcards
1
Q
Wie sind Kohlenhydrate definiert?
A
- (C-H2O)n n > 3
- als Polyhydroxy-Aldehyde und Polyhydroxy-Ketone (Aldosen, Ketosen)
2
Q
Welche biologische Funktion haben Kohlenhydrate?
A
- Energiespeicher, Brennstoff und Metabolite
- Bestandteil der DNA und RNA
- Strukturelemente der Zellwände von Bakterien und Pflanzen
- Bestandteil von Proteinen und Lipiden
- Zell-Zell Erkennung
3
Q
Was sind Aldosen, Tetrosen, Furanosen und Pyranosen?
A
- Aldosen: Aldehydgruppe
- Tetrosen: Kohlenhydrat mit 4 C-Atomen
- Furanosen: Kohlenhydrate im 5 Ring
- Pyranosen: Kohlenhydrate im 6 Ring
4
Q
In welcher Konformation liegen Kohlenhydrate vor?
A
- Hexosen und Pentosen hauptsächlich in Ringform
- Hexosen in Sessel-Konformation
5
Q
Was sind N- und O- glykosidische Bindungen?
A
- glykosidische Bindungen sind Bindungen am anomeren Kohlenstoffatom
- Bindung mit O oder N
6
Q
Worin unterscheiden sich reduzierende und nicht reduzierende Zucker?
A
- Zucker mit freier Aldehydgruppe
- anomeres C-Atom muss “frei” sein, dann kann er andere Moleküle reduzieren
7
Q
Wie sind Di- und Polysaccharide aufgebaut?
A
- Disaccharide: 2 Kohlenhydrate die O-glykosidisch verbunden sind
- Polysaccharide: mehrere Kohlenhydrate die O-glykosidisch verbunden sind
*
8
Q
Welche Form von Protein-Kohlenhydrat Assoziation gibt es?
A
- Zell Zell Erkennung
- Blutgruppensystem, Immunsystem
- Bildung von Schleim (Mucus)
- Lectine
- kohlenhydratbindende Proteine
- durch Bindung u.a. Auslösen biochem. Reaktionen
9
Q
Was passiert in den 3 Stufen der Glykolyse?
A
- Stufe 1
- Glucose wird in Fructose-1,6-bisphosphat umgewandelt
- Verbrauch von 2 ATP
- Stufe 2
- Spaltung in 2 Glycerinaldehyd-3-phosphat
- Stufe 3
- Umwandlung in 2 Pyruvat
- Erzeugung von 4 ATP
10
Q
Wieso haben Phosphoenolpyruvat und 1,3-Bisphospoglycerat besonders hohe Gruppenübertragungspotentiale?
A
- 1,3-Bisphospoglycerat ist gemischtes Anhydrid aus Phosphorsäure und Carbonsäure
- Phosphoenolpyruvat ist Enolphosphat was hohes Potenztial besitzt. Phosphorgruppe fixiert Molekül in instabiler Enolform, nach Abspaltung Umwandlung in stabilere Ketoform möglich
11
Q
Welche Umwandlungen sind im Anschluss an die Glykolyse unter anoxischen Bedingungen möglich und notwendig?
- Variante
A
- alkoholische Gärung
- Umwandlung zu Ethanol
12
Q
Welche Umwandlungen sind im Anschluss an die Glykolyse unter anoxischen Bedingungen möglich und notwendig?
- Variante
A
- Milchsäuregärung
- Umwandlung zu Lactat
13
Q
Wie können Galactose und Fructose in die Glykolyse eingespeist werden?
A
- Galactose wird in 4 Schritten zu Glucose-6-Phosphat umgewandelt
- Fructose geht als Glycerinaldehyd-3-phosphat und Dihydroxyacetonphosphat ein
14
Q
Wie verläuft die Gluconeogenese?
Welche Schritte unterscheiden sich von der Glykolyse?
A
- Biosynthese von Glucose aus Molekülen, die nicht zu den Kohlenhydraten zählen
- Rot sind andere Schritte
- Pyruvat → Oxalacetat
- (Pyruvat Caboxylase)
- Oxalacetat → Phosphoenolpyruvat
- (Phosphoenolpyruvat Carboxylase)
- Fructose-1,6-bisphosphat → Fructose-6-Phosphat
- (Fructose-1,6-bisphosphatase)
- Glucose-6-Phosphat → Glucose
- (Glucose-6-Phosphatase)
- Pyruvat → Oxalacetat
15
Q
Wozu dient der Cofaktor Biotin bei der Pyruvat-Carboxylase?
A
- Um eine Carboxylierung durchzuführen muss CO2 (in Form von Hydrogencarbonat) reaktiv gemacht werden (aktiviert werden)
16
Q
Wie hängt die Regulation von Glykolyse und Gluconeogenese zusammen?
A
- Reziproke Regulation
- Stoffe die den einen Weg hemmen, begünstigen den anderen
- Citrat hemmt Glykolyse, begünstigt Gluconeogenese
- Energiegehalt der Zelle
- ATP hemmt Glykolyse
- ADP, AMP hemmt Gluconeogenese
17
Q
Wie wirken Substratzyklen?
A
- kleine Veränderungen einzelner Reaktionen können den Nettofluss erheblich verändern
- Bsp: Änderung der einzelnen Reaktionen um 20% ergibt Netoflussänderung um 380%
18
Q
Wie wechselwirken die Glykolyse und die Gluconeogenese über den Cori-Zyklus?
A
- in aktiven Muskeln entseht Lactat als Produkt der Glykolyse
- Lactat wird über das Blut in die Leber transportiert und dort zu Glucose umgewandelt
- Sinn ist eine Verlagerung der Stoffwechsellast von den aktiven Muskeln in die Leber
19
Q
Welche Produkte erzeigt der Pentosephosphatweg und in welchem Zusammenhang stehen sie mit Glykolyse und Gluconeogenese?
A
- Glycerinaldehyd-3-phosphat und Fructose-6-Phosphat können als Produkte sowohl in die Glykolyse als auch in die Gluconeogenese eingehen
- Weitere Produkte:
- NADPH
- Ribose-5-Phosphat (Nucleotidsynthese)
20
Q
Wie ist Glykogen aufgebaut und gelagert?
Was sind die Vorteile gegenüber Triaglycerinen?
A
- Glucose die alpa-1,4-glykosidisch verknüpft sind
- mit Verzweigungen alpa-1,6-glykosidisch
- Enden sind nicht reduzierend
- Ausgangsponkz mittig: Glykogenin
- schnelle Freisetzung
- Blut Glucose Konzentration kann konstant gehalten werden
- Funktioniert unter anaeroben Bedingungen
21
Q
Welche Schritte sind für den Glykogenabbau wichtig?
A
- Abbau einer Glukoseeinheit, dabei Bildung von Glucose-1-phosphat
- Umformung Glykogen für weiteren Abbau
- Umwandlung von Glucose-1-phosphat in Glucose-6-phosphat
22
Q
Wie wird Glykogen abgebaut?
A
23
Q
Wie wird der Glykogenmetabolismus reguliert
A
- reziproke Regulation
- nur Abbau oder Aufbau
- in Leber Regulation durch Glucosekonzentration
24
Q
Was ist das Nettoergebnis der Glykolyse?
A
- 2 ATP, 2 NADH
25
Welche Reaktion stellt die thermodynamsiche Triebkraft während der Glykolyse dar?
Phosphoenolpyruvat + ADP → Pyruvat + ATP
26
Definition von GLUCONEOGENESE
27
Welche sind die Kontrollpunkte der Glykolyse? und wie so diese?
* Zentral regulationspunkt: **PHOSPHOFRUKTOKINASE**
* _ATP, Citrat, low pH_ = HEMMUNG
* AMP, Fruktose- 2,6-bisphosphat = AKTIVIERUNG
* **HEXOKINASE**,
* _G6P- Rückkopplungshemmung_
* **PYRUVATKINASE**
* _ATP, Alanin_ = Hemmung
* F1,6BP - Feedforward Stimulierung
28
Welche sind die dre Unterschiedliche Schritte der Gluconeogenese im Vergleich zur Glykolyse.
**_Kosten: -6 ATP_**
1. **Pyruvat carboxylase**: Pyruvat + ATP + HCO3- --\> Oxaloacetat + ADP + Pi ( + acetyl CoA / -ADP) - *Malat Shuttle*
2. **PEP-Carboxylkinase**: Oxaloacetat + GTP --\> PEP + GDP + CO2 ( + F16BP / - ADP) *Enolphosphorylierung*
3. **Fructose 1,6 Bisphosphatase**: F16BP +H20 --\> F6P +Pi ( + Glucagon, Citrat / - AMP, F2,6BP)
4. **Glucose-6-phosphatase**: G6P --\> Glucose ( ER)
29
Mechanismus der PYRUVAT CARBOXYLASE
30
Glykolyse und Gluconeogenese
* Reaktionsgleichung
* Freie Enthalpie
**GLYKOLYSE**
* C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi --\> 2 C3H4O3 + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O
*
**GLUCONEOGENESE**
* 2 Pyruvat + 2 NADH + 2 H+ + 4 ATP + 2 GTP + 6 H2O--\> Glucose + 2 NAD+ + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi
* ΔG0’ = -38 kJ/mol
31
Reziproke Regulation der Glykolyse und Gluconeogenese
32
Aufbau und Funktion der GLYCOGENPHOSPHORYLASE
* Spaltung einer Bindung inter Anfügung von ein Orthophosphat
33
Wirkung der GLUCOSEPHOSPHAT-MUTASE in der Abbau des Glykogens.
34
Wie funktioniert den GLYKOGEN**_AUF_**BAU
1. **GLYKOGENIN** - als primer für Glykogen aufbau. – ein sich selbst glykosylierendes Protein ist für die de novoBiosynthese notwendig
2. **HEXOKINASE** - Glukose --\> G6P
3. **GLUKOSE-P-MUTASE**- G6P --\> G1P
4. **UDP-GLUCOSEPHOSPHORYLASE** - G1P + UTP --\> UDP-Glucose + PPi // PPi +H2O --\> 2Pi
5. **_GLYKOGEN SYNTHASE_** - (aktiv OHNE P!!bzw. durch Glucagon-\> Proteinkinase) hängt eine G. an das C4-nicht reduzierendes Ende des Glykogens
6. **BRANCHING ENZYME** - Verzweigung durch Spaltung eines Blocks eine alpha1,4 und Übertragung auf C6 --\> alpha 1,6 Bindung
35
Was ist den Unterschiedn zwischen die oxidative und nicht oxidative phase des Pentosephosphat-Weges
* Oxi:
* Irreversible
* CO2, 2 NADPH , Ribulose-5-P yield
* nicht oxi:
* Irreversible
* E: transketolase, transaldolase
* GAP, F6P
