Stoff und Fett Seminare Flashcards by Brian Cooper

In welche Stoffe und Stoffwechselwege kann Glucose umgewandelt bzw. eingeschleust werden?

Glc-6-P, Glc-1-P;

Glykolyse,

Glykogensynthese,

Pentosephosphatweg

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Welches wichtige Glucose-Derivat muss zunächst entstehen, vor allem in der Leber?

Glc-6-P

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Wie kann die Glucose weiter modifiziert werden, um die Kanalisierung in bestimmte Stoffwechselwege vorher zu bestimmen?

→ Frc-6-P → Frc-1-6-BP: Glykolyse

→ Glc-1-P → UDP-Glc: Glykogensynthese

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Wie wird die Proteinkinase A aktiviert und was hat sie mit der Glykolyse zu tun?

Glucagon → GPRC

Adenylatcyclase → cAMP

PKA → PFK-2

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Fructose-2,6-bisphosphat ist ein wichtiger allosterischer Aktivator der ______. Hohe intrazelluläre Spiegel von Fru-2,6-bisphosphat _______ daher die Glykolyse.

PFK-1;

beschleunigt

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Nach Bindung von Glucagon an seinen Rezeptor kommt es zur Auslösung einer Signalkaskade, die die ____-Aktivität der PFK-2/FBP induziert Kinaseaktivität inaktiviert) und damit die intrazellulären Spiegel von Fru-2,6-bisphosphat _____.

Phosphatase;

senkt

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Der Glucose-Sensor der Hepatozyten wird von den beiden Proteinen _______ und ______ gebildet. Beide Proteine zeichnen sich durch einen ______ Km-Wert und damit eine ______ Affinität für Glucose aus.

Glucokinase und

GLUT2 (oder GKRP);

hohen; niedrige

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Welches ist das Schlüsselenzym (=Schrittmacherenzym) der Glykolyse?

PFK-1

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Welche anderen Enzyme der Glykolyse sind regulatorisch wichtig?

Glucokinase
PFK-2
Phosphoglyceratkinase
Pyruvatkinase

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Zusammenspiel Glucosetransporter/Hexokinase in der Leber und in extrahepatischen Geweben wie Fettgewebe

Glucosesensorprinzip (s.o.) in der Leber
„Staubsaugerprinzip“ extrahepatisch

(niedrige Km = hohe Affinität der Hexokinase II für Glucose)

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Was ist der Unterschied zw.

der Substratketten- und der

Atmungsketten-

phosphorylierung?

SKP: Phosphat + Energie

DIREKT aus Substrat;

3 SKPs: (2x in Glykolyse, 1x im TCA)

AKP: Energie INDIREKT

aus Protonengradienten;

Phosphat aus Mitos/Zelle;

Beide: ADP → ATP

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Das Endprodukt der aeroben Glykolyse ist ____, welches via ____, das in der
Pyruvatdehydrogenasereaktion entsteht, im ____ weiter umgesetzt wird.

Pyruvat;

AcetylCoA;

Citratzyklus;

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Im TCA-Stoffwechselweg wird somit ein C_-Körper mit einem C_-Körper unter Bildung eines C_-Körpers
umgesetzt. Endprodukt dieses Stoffwechselweges ist/sind ___, welche(s) in der
Atmungskette weiter verwertet wird/werden.

C2 + C4 →C6;

Reduktionsäquivalente

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Prinzip der aeroben und anaeroben Glykolyse?

Aerob: Oxidation und Abbau der Glucose bis zum Pyruvat bzw. letztendlich bis zum CO2

Anaerob: Oxidation und Abbau der Glucose bis zum Lactat

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Energiebilanz der aeroben und anaeroben Glykolyse?

Aerob.: 36-38 ATP

Anaerob: 2 ATP

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Warum und wie spielt Lactat bei der Glykolyse eine
wichtige Rolle?

Lactat is der Endprodukt der anaeroben Glykolyse; bei
Sauerstoffmangel fehlt der Glykolyse NAD+ bei einem der enzymatischen Schritte, weshalb Pyruvat durch die LDH zu Lactat umgesetzt werden muss, wobei im
Gegenzug aus NADH → NAD+ entsteht.

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Warum und wie spielt Lactat bei der Gluconeogenese eine wichtige Rolle?

Lactat ist einer der 3 möglichen C3-Edukte der Gluconeogenese; wird aus dem arbeitenden Muskel zur Leber transportiert, wo es als Edukt in die Gluconeogenese eingeht.

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Welche Auswirkungen auf die Geschwindigkeit der Glykolyse in Leberzellen hat die folgende Mutation?

Verlust der allosterischen Bindestelle für ATP in der Phosphofructokinase.

wird schneller

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Welche Auswirkungen auf die Geschwindigkeit der Glykolyse in Leberzellen hat die folgende Mutation?

Verlust der Bindestelle für Citrat in der Phosphofructokinase.

wird schneller

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Welche Auswirkungen auf die Geschwindigkeit der Glykolyse in Leberzellen hat die folgende Mutation?

Verlust der Phosphatasedomäne der Phosphofructokinase 2

wird schneller

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Welche Auswirkungen auf die Geschwindigkeit der Glykolyse in Leberzellen hat die folgende Mutation?

Verlust der Bindungstelle für Frc-1,6-bisphosphat in der Pyruvatkinase.

wird langsamer

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In welchen Zellorganellen findet die Gluconeogenese statt?

Mitochondrien

Cytosol

sER

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In welchen Zellorganellen findet der Harnstoffzyklus statt?

Mitochondrien

Cytosol

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In welchen Organen und Organellen findet die Glukoneogenese statt?

Leber (wenig in Niere)

Prinzip und Regulation der Glukoneogenese

s. Folie (im Prinzip bzw. der allosterischen Regulatoren und Hormone umgekehrt wie die Glykolyse

Substrate und Schlüsselenzyme bei der Glukoneogenese

Lactat (Pyruvat), Alanin, Glycerol; Pyruvatcarboxylase, Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase, Fructose-1,6-Bisphosphatase, Glucose-6-Phosphatase

Was versteht man unter dem Cori- und dem Alaninzyklus?

Cori: Transport von Lactat aus anaerob arbeitendem Muskel über Blut in die Leber → Gluconeogenese aus Lactat → Transport der Glucose über das Blut zurück in den Muskel Alanin: das „gleiche in Grün“ allerdings vor allem bei krankhaften Muskelabbau (Duchenne) oder in starken Hungerphasen, was wiederum zum Muskelabbau führt.

Beim Glukagonom (einem bösartigen Tumor des Pankreas) wird vermehrt Glucagon produziert. Welchen Metaboliten finden Sie im Blut in stark erhöhten Mengen bei diesen Patienten?

Glucose

Prinzipien der Glykogensynthese und der Glykogenolyse

s. Folien sowie Verpackung der Glucose in eine speicherbare und schnell mobilisierbare Form (Glykogensynthese) bzw. schnelle Mobilisierung der Glucose aus dem Speicher in Zeiten des Hungers, bei Unterversorgung der obligat-Glucose-abhängigen Gewebe oder bei andauernder hoher Muskelarbeit (Beisp. 100-400 m Läufer)

Über welchen Zuckerbaustein ist die Glykogensynthese mit anderen Kohlenhydratstoffwechselwegen verknüpft?

Glc-1-P → Glc-6-P

Durch welche Reaktion zweigt die Glykogensynthese „irreversibel“ von den anderen KH-Stoffwechselwegen ab?

Bildung von UDP-Glc

In welchen Organen wird hauptsächlich Glykogen synthetisiert und gespeichert?

Leber und Muskel

Zu welcher Art von Organellen gehören Glykogenpartikel? Zu den Organellen mit einer Einfachmembran oder zu denen mit einer Doppelmembran.

Fangfrage: weder noch →Glykogenpartikel sind keine Organellen, da nicht von einer Phospholipidmembran umgeben

Was sind die Schlüsselenzyme der Glykogensynthese und der Glykogenolyse?

Glykogensynthase Glykogenphosphorylase

Welches Gewebe hat die höchste Glykogenspeicherkapazität?

die Leber

Um welchen Reaktionsschritt welchen Stoffwechselwegs handelt es sich in der nachfolg. Abb.?

Phosphorolyse des Glykogens durch die Glykogenphosphorylase

Durch welche Hormone und durch welche Signaltransduktionskaskade wird die Phosphorolyse des Glykogens aktiviert? In welchen Zellen (Organen) findet das hauptsächlich statt?

Adrenalin/Glucagon → cAMP; Skelett- (und Herzmuskel) sowie Leber

Gibt es Proteinglykosylierung im Cytosol?

Ja – die Autoglucosylierung am Glykogenin

An welchen Aminosäuren findet diese statt?

Tyrosin (-OH des Tyrosin sieht aus wie -OH der Glucose)

Um was für eine Verbindung handelt es sich (chemisch) bei der Verknüpfung vom Tyrosylrest des Glykogenins mit UDP-Glucose? Bei welchem Stoffwechselweg spielt diese Reaktion eine Rolle?

O-glykosidische Bindung; Glykogensynthese

Warum macht es Sinn, dass die Zelle zum Auf- und Abbau von Glykogen nicht nur die Enzyme Glykogensynthase und Glykogenphosphorylase einsetzt, sondern weitere Enzyme für den Auf- und Abbau hinzuzieht?

→Verzweigungs-/Debranching-Enzyme →Glykogen wird kompakter →weniger Raum →kann schneller mobilisiert werden ...da mehr Angriffspunkte für die Phosphorylase

Zu welcher Stoffklasse gehört Glykogenin?

Proteine oder Enzyme

Beschreiben Sie welche Reaktionschritte prinzipiell im Citratzyklus ablaufen. Wozu ist er da?

C2-Körper Acetyl komplett zu CO2 oxidiert, damit Reduktionsäquivalente entstehen können, die letztlich dann die Atmungskette antreiben. C2+C4 = C6 C6 isomerisiert, decarboxyliert/oxidiert; C5 decarboxyliert/oxidiert C4 wird weiter oxidiert C4 wird weiter oxidiert Regeneration des ursprünglich eingesetzten C4-Körpers (Stoffwechseldrehscheibe)

Wie verbindet er welche anderen Stoffwechselwege?

s. Folie

In welchem zellulären Kompartiment befinden sich die Enzyme des Citratzyklus?

Mitochondriale Matrix

Diskutieren Sie die Regulation des Citratzyklus anhand folg. Folie:

s. Folie

Durch welche anaplerotischen Reaktionen wird der Citratzyklus „gefüttert“ und welche Stoffwechselwege werden vom Citratzyklus gespeist?

s. Folie

Ergänzen Sie das Schema zur Atmungskette, indem Sie den Zahlen in den (cremebeige-farbenen) Kästchen die richtigen Metabolite/Stoffe zuordnen bzw. diese benennen (Abkürzungen reichen)?

1. NADH + H+ 2. H+ 3. O2 4. H2O 5. NAD+ 6. ADP 7. ATP

Durch welche prinzipiellen Mechanismen/Reaktionen wird NH3 im Organismus fixiert und somit letztlich entgiftet?

Umwandlung in Harnstoff Einbau in α-Ketoglutarat bzw. Glutamat unter Bildung von Glutamin durch die Glutamatdehydrogenase

Überschüssiger Stickstoff wird im Körper hauptsächlich über die Bildung von _____ entfernt. Der entsprechende Stoffwechselweg, der \_\_\_\_\_, läuft vor allem in der Leber ab. Dieser Stoffwechselweg verteilt sich topologisch über 2 Zellkompartimente, \_\_\_\_\_ und \_\_\_\_\_\_.

Harnstoff; Harnstoffzyklus; Mitochondrium und Cytosol

Die Bereitstellung des Stickstoffs erfolgt dabei konkret aus den Metaboliten/Endprodukten _______ und \_\_\_\_\_\_\_\_.

Ammoniak oder NH4Cl; Aspartat (oder Aminosäure)

Bestandteile TAG

Glycerin Fettsäuren

Bestandteile Phosphatidylcholin

=Lecithin Glycerin Fettsäure Phosphat Cholin

Bestandteile Gangliosid

Sphingosin Fettsäure Kohlenhydrat

Bestandteile Sphingomyelin

Sphingosin Fettsäure Phosphat Cholin

Bestandteile Cerebrosid

Sphingosin Fettsäure Kohlenhydrat

Phosphatidylserin 1. Serin 2. Phosphat 3. Glycerin 4. Fettsäuren

Struktur von Cholesterin

Wenn die Hydroxylgruppe von Cholesterin unter Wasserabspaltung mit _____ verknüpft wird, entsteht ein \_\_\_\_\_, welcher die Transport- und Speicherform des Cholesterins darstellt.

Fettsäure Cholesterinester

Sphingosin ↓ Ceramid ↓ Glucocerebrosid

Durch Verknüpfung mit _____ oder \_\_\_\_\_ wird die Cholsäure in die entsprechenden konjugierten Gallensäuren überführt.

Glycin oder Taurin | (Amidbindung)

Funktionen un Eigenschaften von... Aldosteron Cortisol Östradiol Testosteron

Alle: Bildung bei 21 Hydroxylase Öst/Tes: Sexualhormone Ald/Cor: in Nebenniere gebildet Ald: Mineralcorticoid Cor: Glucocorticoid

Die Biosynthese von Triglyceriden aus Glycerin und Fettsäuren wird als _____ bezeichnet. Der umgekehrte Vorgang, die Lipolyse, wird durch das Hormon _____ gehemmt.

Lipogenese Insulin

Die Leber kann überschüssige Triglyceride in Form des Lipoproteins ____ an das Blut abgeben. Nach Spaltung der in dieser Form transportierten Triglyceride durch das Enzym ____ können die Fettsäuren von Fettgewebe oder Muskulatur aufgenommen werden.

VLDL Lipoproteinlipase

Das Schlüsselenzym der Biosynthese von Fettsäuren ist die \_\_\_\_. Sie verknüpft ____ mit Kohlendioxid zu \_\_\_\_. Das Coenzym dieser Reaktion ist \_\_\_\_.

Acetyl-CoA.Carboxylase Acetyl-CoA Malonyl-CoA Biotin

Vor Eintritt in die β-Oxidation werden Fettsäuren durch Verknüpfung mit ____ aktiviert. Die derart aktivierte Fettsäure wird als _____ bezeichnet. Der Import der aktivierten Fettsäure in die Mitochondrien erfordert die Veresterung mit _____ .

CoA Acyl-CoA Carnitin

Cholesterin ist ein wesentlicher Bestandteil der Zellmembran tierischer Zellen. Ausgangspunkt der Synthese sind drei Moleküle ____ , aus denen zunächst die C6-Verbindung _____ entsteht. Dieses wird dann mit Hilfe des Schlüsselenzyms der Cholesterin-Biosynthese, der _____ zu Mevalonat reduziert.

Acetyl-CoA HMG-CoA HMG-CoA-Reduktase

In einigen Zwischenschritten der Cholesterinsynthese entsteht unter ATP-Verbrauch und unter Abspaltung von CO2 der C5-Körper \_\_\_\_\_\_, aus dem über mehrere Reaktionsschritte der C30-Körper ______ und schließlich Cholesterin entstehen.

Isopentyl-PP Squalen

Cholesterin ist eine Vorstufe für die Biosynthese von: □ Gallensäuren □ Vitamin B12 □ Adrenalin □ Steroidhormonen □ Prostaglandinen

Gallensäuren Steroidhormone

Welche Aussage zu Cholesterin ist falsch? (A) Die Cholesterinbiosynthese geht von Acetyl-CoA aus. (B) Die ersten Schritte der Cholesterinbiosynthese laufen in den Mitochondrien ab. (C) In der Leber wird Cholesterin in Gallensäuren umgewandelt. (D) Ein erhöhter Cholesterinspiegel ist ein Risikofaktor für Arteriosklerose. (E) Mit Hilfe des LDL-Rezeptors können Zellen Cholesterin aufnehmen.

B. im Cytoplasma

Bei der Umwandlungsreaktionen von Cholesterin zu Gallensäuren welche Modifikation tritt nicht auf? (A) Verkürzung der Alkyl-Seitenkette des Cholesterins. (B) Oxidation des terminalen C-Atoms der Alkyl-Seitenkette zu einer Carboxyl-Funktion. (C) Hydroxylierung des Sterangerüsts. (D) Hydrierung (Reduktion) einer Doppelbindung im Sterangerüst. (E) Öffnung des B-Rings des Sterangerüsts durch Spaltung einer C-C-Bindung.

Zur Spaltung von Triglyceriden kommen verschiedene Lipasen zum Einsatz: Die ____ spaltet im Darm die Triglyceride, die mit der Nahrung aufgenommen werden. Die ____ spaltet Triglyceride, die von Chylomikronen und VLDL im Blut transportiert werden. Die ____ spaltet Triglyceride innerhalb der Adipocyten im Fettgewebe.

Pankreas-Lipase (PL) Lipoproteinlipase (LPL) Adipozyten-Triglycerid-Lipase (ATGL)

Zeichnen die Doppelbindung ein, die enzymatisch eingeführt wird, woraufhin eine Umwandlung der entstandenen Verbindung durch Bestrahlung mit UV-Licht zu Vitamin ___ möglich ist. Dabei wird der \_\_\_-Ring des Sterangerüsts geöffnet. Ein Mangel an diesem Vitamin führt bei Kindern zu ____ .

Vit D3 B-Ring Rachitis

Die beiden dargestellten Verbindungen sind die Ausgangssubstrate für die Häm-Biosynthese. Benennen sie die beiden Verbindungen.

Succinyl-CoA Glycin

Neben dem Hämoglobin existieren eine Reihe weiterer Hämproteine. Nennen Sie zwei.

Myoglobin Cytochrom etc.

Eigenschaften der Lipoproteinen: 1. cholesterinreich 2. in Leber gebikldet 3. größter Durchmesser 4. größte Dichte 5. liefert Triacylglycerine (gespaltet d. LPL) 6. aktiviert LCAT ü. das Apoprotein AI

1. LDL, HDL 2. VLDL 3. Chylomikronen (CM) 4. HDL 5. CM, VLDL 6. HDL

Benennen Sie die Strukturen, die an der Endocytose des LDL beteiligt sind sowie die beiden Hauptkomponenten der Lipidfracht des LDL.

Welche Enzyme blockieren die Biosynthese der entzündungs- und schmerzfördernden Eicosanoide (z.B. Prostaglandine)? □ ß-HMG-CoA Reduktase □ ß-HMG-CoA Lyase □ Sphingomyelinase □ Phospholipase A2 □ Phospholipase C □ Lipoproteinlipase □ PI3-Kinase □ Cyclooxygenase □ Lecithin-Cholesterin-Acyltransferase

Phospholipase A2 Cyclooxygenase (COX)

Welche Vitamine sind wasserlöslich [A,C,E,K,Föl]?

Vit C und Fölsäure

Coenzym bei der Hydroxylierung von Prolin im Kollagen. [A,C,E,K oder Föl]

Vit C

Coenzym bei Übertragung von C1-Gruppen. [A,C,E,K oder Föl]

Fölsäure

Coenzym bei der Carboxylierung von Gerinnungsfaktoren [A,C,E,K oder Föl]

Vit K

Antagonisten werden klinisch eingesetzt. [A,C,E,K oder Föl]

K und Fölsäure

Eine der folgenden Verbindungen ist ein Radikal. □ NH4+ (Ammonium-Ion) □ OH- (Hydroxyl-Ion) □ O3 (Ozon) □ NO (Stickstoffmonoxid) □ H2O2 (Wasserstoffperoxid)

Welches Vitamin hat eine wichtige Funktion als Radikalfänger?

Vit E