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
Wie sind Kohlenhydrate definiert?
- (C-H2O)n n > 3
- als Polyhydroxy-Aldehyde und Polyhydroxy-Ketone (Aldosen, Ketosen)
Welche biologische Funktion haben Kohlenhydrate?
- Energiespeicher, Brennstoff und Metabolite
- Bestandteil der DNA und RNA
- Strukturelemente der Zellwände von Bakterien und Pflanzen
- Bestandteil von Proteinen und Lipiden
- Zell-Zell Erkennung
Was sind Aldosen, Tetrosen, Furanosen und Pyranosen?
- Aldosen: Aldehydgruppe
- Tetrosen: Kohlenhydrat mit 4 C-Atomen
- Furanosen: Kohlenhydrate im 5 Ring
- Pyranosen: Kohlenhydrate im 6 Ring
In welcher Konformation liegen Kohlenhydrate vor?
- Hexosen und Pentosen hauptsächlich in Ringform
- Hexosen in Sessel-Konformation
Was sind N- und O- glykosidische Bindungen?
- glykosidische Bindungen sind Bindungen am anomeren Kohlenstoffatom
- Bindung mit O oder N
Worin unterscheiden sich reduzierende und nicht reduzierende Zucker?
- Zucker mit freier Aldehydgruppe
- anomeres C-Atom muss “frei” sein, dann kann er andere Moleküle reduzieren
Wie sind Di- und Polysaccharide aufgebaut?
- Disaccharide: 2 Kohlenhydrate die O-glykosidisch verbunden sind
- Polysaccharide: mehrere Kohlenhydrate die O-glykosidisch verbunden sind
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Welche Form von Protein-Kohlenhydrat Assoziation gibt es?
- Zell Zell Erkennung
- Blutgruppensystem, Immunsystem
- Bildung von Schleim (Mucus)
- Lectine
- kohlenhydratbindende Proteine
- durch Bindung u.a. Auslösen biochem. Reaktionen
Was passiert in den 3 Stufen der Glykolyse?
- 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
Wieso haben Phosphoenolpyruvat und 1,3-Bisphospoglycerat besonders hohe Gruppenübertragungspotentiale?
- 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
Welche Umwandlungen sind im Anschluss an die Glykolyse unter anoxischen Bedingungen möglich und notwendig?
- Variante
- alkoholische Gärung
- Umwandlung zu Ethanol
Welche Umwandlungen sind im Anschluss an die Glykolyse unter anoxischen Bedingungen möglich und notwendig?
- Variante
- Milchsäuregärung
- Umwandlung zu Lactat
Wie können Galactose und Fructose in die Glykolyse eingespeist werden?
- Galactose wird in 4 Schritten zu Glucose-6-Phosphat umgewandelt
- Fructose geht als Glycerinaldehyd-3-phosphat und Dihydroxyacetonphosphat ein
Wie verläuft die Gluconeogenese?
Welche Schritte unterscheiden sich von der Glykolyse?
- 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
Wozu dient der Cofaktor Biotin bei der Pyruvat-Carboxylase?
- Um eine Carboxylierung durchzuführen muss CO2 (in Form von Hydrogencarbonat) reaktiv gemacht werden (aktiviert werden)
Wie hängt die Regulation von Glykolyse und Gluconeogenese zusammen?
- 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
Wie wirken Substratzyklen?
- kleine Veränderungen einzelner Reaktionen können den Nettofluss erheblich verändern
- Bsp: Änderung der einzelnen Reaktionen um 20% ergibt Netoflussänderung um 380%
Wie wechselwirken die Glykolyse und die Gluconeogenese über den Cori-Zyklus?
- 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
Welche Produkte erzeigt der Pentosephosphatweg und in welchem Zusammenhang stehen sie mit Glykolyse und Gluconeogenese?
- 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)
Wie ist Glykogen aufgebaut und gelagert?
Was sind die Vorteile gegenüber Triaglycerinen?
- 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
Welche Schritte sind für den Glykogenabbau wichtig?
- Abbau einer Glukoseeinheit, dabei Bildung von Glucose-1-phosphat
- Umformung Glykogen für weiteren Abbau
- Umwandlung von Glucose-1-phosphat in Glucose-6-phosphat
Wie wird Glykogen abgebaut?
Wie wird der Glykogenmetabolismus reguliert
- reziproke Regulation
- nur Abbau oder Aufbau
- in Leber Regulation durch Glucosekonzentration
Was ist das Nettoergebnis der Glykolyse?
- 2 ATP, 2 NADH
Welche Reaktion stellt die thermodynamsiche Triebkraft während der Glykolyse dar?
Phosphoenolpyruvat + ADP → Pyruvat + ATP
Definition von GLUCONEOGENESE
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
Welche sind die dre Unterschiedliche Schritte der Gluconeogenese im Vergleich zur Glykolyse.
Kosten: -6 ATP
- Pyruvat carboxylase: Pyruvat + ATP + HCO3- –> Oxaloacetat + ADP + Pi ( + acetyl CoA / -ADP) - Malat Shuttle
- PEP-Carboxylkinase: Oxaloacetat + GTP –> PEP + GDP + CO2 ( + F16BP / - ADP) Enolphosphorylierung
- Fructose 1,6 Bisphosphatase: F16BP +H20 –> F6P +Pi ( + Glucagon, Citrat / - AMP, F2,6BP)
- Glucose-6-phosphatase: G6P –> Glucose ( ER)
Mechanismus der PYRUVAT CARBOXYLASE
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
Reziproke Regulation der Glykolyse und Gluconeogenese
Aufbau und Funktion der GLYCOGENPHOSPHORYLASE
- Spaltung einer Bindung inter Anfügung von ein Orthophosphat
Wirkung der GLUCOSEPHOSPHAT-MUTASE in der Abbau des Glykogens.
Wie funktioniert den GLYKOGENAUFBAU
- GLYKOGENIN - als primer für Glykogen aufbau. – ein sich selbst glykosylierendes Protein ist für die de novoBiosynthese notwendig
- HEXOKINASE - Glukose –> G6P
- GLUKOSE-P-MUTASE- G6P –> G1P
- UDP-GLUCOSEPHOSPHORYLASE - G1P + UTP –> UDP-Glucose + PPi // PPi +H2O –> 2Pi
- GLYKOGEN SYNTHASE - (aktiv OHNE P!!bzw. durch Glucagon-> Proteinkinase) hängt eine G. an das C4-nicht reduzierendes Ende des Glykogens
- BRANCHING ENZYME - Verzweigung durch Spaltung eines Blocks eine alpha1,4 und Übertragung auf C6 –> alpha 1,6 Bindung
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
