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Biochemie > Kohlenhydrate: fertig? > Flashcards

Kohlenhydrate: fertig? Flashcards

1
Q

Welche biologischen Funktionen beeinhalten Kohlenhydrate? (4)

A

1) energiespeicher, Brennstoffe, metabolite
2) DNA/RNA Bestandteile
3) strukturelemente der zellwände von Bakterien/Pflanzen
4) Bestandteil von Proteinen und lipiden

Informationsweitergabe

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2
Q 
aus was bestehen kohlenhydrate?
Welche Verbindungen (stoffklassen) sind kohlenhydrate?
A

Kohlenstoff und wasser

Monosaccharide: Aldehyde/ keton mit 2 odr mehr hydroxygruppen

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3
Q

Summenformel von Kohlenhydraten

A

(C-H2O)_n

Mit n >= 3

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4
Q

Bezeichnung für:

Bild/ spiegelbild

D/L und r/s

A

Enantiomere

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5
Q

Bezeichnung für:

Nicht spiegelbildliche stereoisomere

A

Diastereoisomere

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6
Q

Bezeichnung für:

Haben mehrere chirale Zentren

Unterscheiden sich in einem

A

Epimere

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7
Q

Bezeichnung für:

Wo wird das chirale zentrum angegriffen?

Alpha/beta

A

*Anomere

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8
Q

*Aldose

A

R-CHO kopfgruppe

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9
Q

*Ketose

A

R-COR’ kopfgruppe

Ein asymmetrisches Zentrum weniger!

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10
Q

*Halbacetal

A

Durch Ringbildung von Aldosen

Aldehyd +Alkohol

HO     OR'
     \   /
      C
     /   \
  R      H
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11
Q

*Halbketal

A

Durch Ringbildung von ketosen

Keton + Alkohol

HO     OR''
     \   /
      C
     /   \
  R      R'
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12
Q

Pyranosen

A

Ensteht durch Nukleophiler Angriff der C6 hydroxylgruppe > 6 Ring mit O

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13
Q

Furanose

A

Entsteht durch nukleophiler Angriff der C5 hydroxylgruppe > 5 Ring mit O

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14
Q

Axial

A

Vertikale Anordnung

Kleine substituenten

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15
Q

Äquatorial

A

Horizontal

Große substituenten

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16
Q

Alpha glykosidische bindung

A

OH nach unten am C1

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17
Q

Beta glykosidische bindung

A

OH nach oben beim C1

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18
Q

C1

A

Anomerer kohlenstoff

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19
Q

D zucker

A

am 5. C OH rechts: (in ringform: unten)

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20
Q

L Zucker

A

am 5. C OH links (in ringform: oben)

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21
Q

Was ist Voraussetzung dafür dass ein Zucker reduzierend wirken kann?

A

Offene Form
Aldosen (Ketosen reagieren zwar, aber langsam)

Ein freier anomerer kohlenstoff

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22
Q

Fehlingssche lösung

A

Nachweisreaktion für reduzierende zucker

Blauses Cu2+ -> Cu+ -> Cu2O (roter NS)

Zucker wird zur carbonsäure oxidiert

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23
Q

Welche Eigenschaften des zuckers ändern sich durch die phosphorylierung?

A
  • ## LadungPermeabilität verschwindet - Stabilität fällt -> reaktivität steigt
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24
Q

2 moleküle D-glucose ergeben:

A

1 Molekül maltose

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25
Q

Durch was werden zwei monosaccharide verknüpft?

A

N-/O-glykosidische bindung

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26
Q

Alpha-d-glucopyranosyl-(1-4)-alpha-glycopyranose

A

Maltose

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27
Q

Beta–D-galactopyranosyl-(1-4)-alpha-glycopyranose

A

Lactose

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28
Q

Alpha-D-Glucopyranosyl-(1-2)-beta-D-fructofuranose

A

Saccharose

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29
Q

Polysaccharide

A

Mehrfachzucker

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30
Q

Wie sind Zucker die dem energiespeicher dienen verknüpft?

A

Alpha-glykosidisch

Stärke: amylose, amylopektin, glykogen

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31
Q

Wie sind Zucker die der strukturbildung dienen verknüpft?

Warum + Bsp

A

Beta-glykosidisch

  • > bilden lineare ketten ,die horizontal über WBB verbunden sind (stabil!)
  • > Ausbildung von Beta Faltblatt

Cellulose
Chitin

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32
Q

Proteoglykane

Bsp

A

Proteine die an glykosaminoglykane geknüpft sind

Heparin

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33
Q

Glykosyltransferasen

A

Enzyme die Proteine an Kohlenhydrate - Oberflächen knüpfen

Informationsträger

Zellmarkierung

Werden durch Stoffwechselzwischenprodukte markiert zb NDP/UDP

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34
Q

Glykoproteine

A

Oberflächen Proteine, die an Kohlenhydrate binden

Häufig in Eukaryoten, selten in proka

Bindung an An (asparadin) nur in sequenzmotiven

ansonsten bindung ab ser/thr

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35
Q

Lectine

A

Spezifische Kohlenhydratbindene Proteine

Liest Infos aus

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36
Q

Glykolyse reaktionsgleichung

A

C6H1206 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 P —> 2 C3H4O3 + 2 NADH + 2 ATP + 2 H2O

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37
Q

Durch welche stoffwechselwege wird das aus der glykolyse gewonnene Pyruvat und NADH weiterverarbeitet?

A

Aerob: citrat-zyklus und Atmungskette
Anaerob: gärung

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38
Q

Zwischenprodukte der glykolyse

A

Glucose

Glucose-6-phosphat

Fructose-6-Phosphat

Fructose-1,6-biphosphat

Glycerinaldehyd-3-phosphat

1,3-Biphosphoglycerat

3-phosphoglycerat

Phosphoenolpyruvat (PEP)

Pyruvat

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39
Q

Enzyme der glykolyse

A

Hexokinase

Glucose-6-phosphat-isomerase

Phosphofruktokinase

Aldolase// triphosphat-isomerase

Glycerinaldehyd-3-phosphat-dehydrogenase

Phosphoglycerat-kinase

Phosphoglycerat-mutase

Enolase

Pyruvat-kinase

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40
Q

glykolyse
allg
Kinase

A

Phohatgrupppentransfer

ATP - P

ADP + P

Einfangreaktion

metallabhängig

Sicherheitsmechanismus: induced fit

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41
Q

glykolyse
allg
Isomerase/mutase

A

Aldosen ketose

Katalyse der ringöffnung

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42
Q

glykolyse
allg
Aldolase

A

Aldolspaltung

C6 in 2×C3

Lyase

Reversibel: Addition Spaltung

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43
Q

glykolyse
allg
Dehydrogenase

A

e- auf NAD+

Substrat +P

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44
Q

glykolyse
allg

Mutase

A

Phosphattransfer

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45
Q

glykolyse

allg
Enolase

A

-H2O unter Bildung einer DB

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46
Q

glykolyse

Hexokinase

A
  1. Schritt

Glucose + ATP -> glucose-6-phosphat + ADP + H+
ungeladen/ geladen/polar/unper-
Neutral meabel

  • Einfangreaktion
  • Destabilisiert Glucose
  • metallabhängig
  • sicherheitsmechanismus: induced fit

GG_P

Irreversibler Schritt
Regulationspunkt

verbraucht ATP

in GNG: Glucose-6-Phosphatase (H2O rein, Pi raus)

47
Q

glykolyse

Glucose-6-phosphat isomerase

A
  1. Schritt

Glucose-6-phosphat -> Fructose-6-Phosphat

-Aldose-ketose
-Katalyse der ringöffnung
-Intermediat endoliat
-Keto-Enol-Tautomerie
-> nötig damit Spaltung in 2 x C3 möglich
GG_E=P

48
Q

glykolyse

Phosphofruktokinase

A
  1. Schritt

Fructose-6-Phosphat +ATP -> Fructose-1,6-bisPhosphat + ADP + H+

Metallabhängig (mg2+)

allosterisches
Enzym-> Regulation der glykolyse

Irreversibler Schritt
Regulationspunkt

GG_P

verbraucht ATP

in GNG: Fructose-1,6-Bisphosphatase (H2O rein, Pi raus)

49
Q

glykolyse

Aldolase

A
  1. Schritt

Fructose-1,6-biPhosphat -> dihydroxyacetonphosphat + glycerinaldehyd-3-phosphat

Lyase
Reversible: Aldolspaltung/Addition
reagiert weiter

die phosphate sorgen dafür, dass verbindung in zelle eingeschlossen ist (polar)

GG_E

50
Q

glykolyse

Triphosphat-isomerase

A

im 4. Schritt

Dihydroxyacetonphosphat-> glycerinaldehyd-3-phosphat

  • Intramolekulare Redoxreaktion /1C ox -> 1C red
  • Extrem schnell (“perfektes Enzym”)
  • (Beta/alpha)_8 - Barrel
  • Kopf: katalyse + bauch: Stabilität
  • Verhindert unerwünschte nebenreaktion - negative Katalyse
  • wichtig für den nachfolgenden doppelten Reaktionsverlauf!

GG_E=P

51
Q

glykolyse

Glycerinaldehyd-3-phosphat dehydrogenase

A
  1. Schritt

Glycerinaldehyd-3-phosphat + NAD+ + P -> 1,3-biphosphoglycerat + NADH + H+

Kopplung von oxidation an phosphorilyierung,
Tioester zwischenprodukt (hält E im System)

Reaktionen können thermodynam. hintereinander ablaufen, aber nicht KINETISCH

Energiegewinn: 1 NADH

GG_E=P

52
Q

glykolyse

Phosphoglyceratkinase

A

1,3-biphosphoglycerat + ADP + H+ -> 3-phosphoglycerat + ATP

Substratstufenphosphorilierung auf NDP
Erste ATP Bildende Reaktion!

GG_P

53
Q

glykolyse

Phosphoglycerat-mutase

A

7.

3-phosphoglycerat-> 2-Phosphoglycerat

Isomerisierung ( Verschieben einer PO_3^2- gruppe)

54
Q

glykolyse

Enolase

A

8.

2-Phosphoglycerat -> phosphoenolpyruvat + H2O

Abspaltung von H2O
-> nötig für Enolatbildung, sonst keine DB

55
Q

glykolyse

Pyruvat-Kinase

A

9.

PEP + ADP-> pyruvat + ATP

Phoyphorylgruppentransfer von PEP auf ADP
L(eber)/M(uskel)-Isozym

Irreversibler Schritt
Regulationspunkt

bei hohem Blutglucose-spiegel: dephosphorilierung der PK in der Leber, wird durch F-1,6-BP angeregt

bei nierdrigem BGS: Phosphorylierung der PK, wird durch Alanin (ATP) reguliert, da wenn viel Alanin vorhanden, Umwandlung von diesem zu Pyruvat

ATP-Gewinn

IN GNG: Pyruvat-Carboxylase zu Oxalacetat über PEP-Carboxylkinase zu PEP

56
Q

was ist negative Katalyse?

A

schleife über akt. Z:

  • zurückhalten des Zwischenproduktes
  • stereoelektr. kontrolle

Enzyme müssen unerwünschte nebenreaktionen verhindern!

57
Q

Was unterschiedet PEP von 1,3-Bisphosphoglycerat?

A

PEP: geladen, polar, unpermeabel

1,3-BPG: ungeladen, neutral, permeabel

58
Q

Anoxische Varianten zum abbau von Pyruvat

A

Milchsäuregärung

Alkoholische gärung

59
Q

Alkohol. Gärung

A

ATP zeugener Prozess

Nutzt organ. Verbindungen elektronendonoren, -akzeptoren

Anoxisch

Glucose + 2H+ + 2ADP + 2P -> 2 Ethanol + 2CO2 + 2ATP + 2H2O

Glycerinaldehyd-3-phosphat dehydrogenase

Alkohol dehydrogenase

60
Q

Enzyme der alk gärung

A

Glycerinaldehyd-3-phosphat dehydrogenase

Alkohol dehydrogenase

61
Q

Milchsäuregärung

A

Direkte Regeneration von NAD+

pyruvat -> lactat

Anoxisch

Glucose + 2ADP + 2P -> 2 Lactat + 2ATP + 2H2O

lactat dehydrogenase

62
Q

Enzyme milchsäuregärung

A

Lactat dehydrogenase

63
Q

Oxische Varianten zum abbau von pyruvat

A

vollständige Verbrennung: Citratzyklus

Atmungskette

Pyruvat + NAD++ CoA -> Acetyl-CoA + CO2 + NADH

64
Q

Fructose stoffwechsel

A

Aufnahme der fructose über den fructose-1-Phosphat weg in der leber

Fructose über fruktokinase zu fructose-1-phosphat
Über fructose-1-phosphat Aldolase zu dihydroxyacetonphosphat + glycerinaldehyd, das über triose-kinase zu glcerinaldehyd-3-phosphat

65
Q

Fructose stoffwechsel

Fruktokinase

A

Phosphoryliert fructose zu fructose-1-phosphat

Fructose stw

66
Q

Fructose stoffwechsel

Fructose-1-phosphat aldolase

A

Spaltet Fructose-1-Phosphat zu glycerinaldehyd und dihydroxyacetonphosphat
Fructose stw

67
Q

Fructose stoffwechsel

Triose kinase

A

Phosphoryliert glycerinaldehyd zu glcerinaldehy-3-phosphat

Fructose stw

68
Q

Unterschied galactose/Glucose?

A

C4 epimere

69
Q

Galactose stw

A

1) UMP Transfer von UDP-glucose über die galactose-1-phosphat uridyltransferase
2) epimerisierung von udp-galactose in udp-glucose über die udp-galactose 4epimerase

Galactose +ATP -> glucose-1-phosphat +ADP + H+

70
Q

Galactose stw

galactose-1-phosphat uridyltransferase

A

UMP Transfer von UDP-glucose

Galactose stw

71
Q

Galactose stw

udp-galactose 4epimerase

A

epimerisierung von udp-galactose in udp-glucose

Galactose stw

72
Q

Lactose stw

A

Lactose +H2O wird über die lactase zu galactose und Glucose gespalten

73
Q

Lactose stw

Lactase

A

Spaltet Lactose in galactose und Glucose

Lactose stw

74
Q

Was sind potentielle kontrollpunkte bei der stoffwechselregulation

A

Irreversible schritte

75
Q

Was ist der zentrale Regulator der glycolyse?

A

Phosphofruktokinase

Committed Step- schrittmachereakt.

Warum nicht hexokinase-> würde noch die glykogensynthese regulieren

76
Q

Wirkung der Adenylat kinase

A

Nucleosidmonophosphat kinase:

  • bei ATP mangel: Bildung von ATP aus adp, Entstehung von amp
  • hohe ATP Konzentrationen: phosphorilyierung von AMP zu ATP
77
Q

Regulation von glycolyse im muskel

A

in ruhe ist die Glykolyse inhibiert/ während Bewegung ist die gykolyse stimuliert

Regulation Durch phosphofruktokinase

Niedrige energieladung von AMP -> schnelle PFK Reaktion bei wenig ATP Konzentrationen

Feedforward stimulierung auf Pyruvat kinase

78
Q

Gluconeogenese

A

Biosynthese von Glucose aus nicht-kohlenhydratvorstufen

Die irreversiblen Schritte der glycolyse werden durch andere Enzyme katalysiert

Bsp.Quelle: Glycerin

79
Q

Neue Enzyme in der Gluconeogenese

A

Pyruvat-Carboxylase und Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase (statt PK): neuer schritt über oxalacetat

Fruktose-1,6-Bisphophatase (statt PFK)

Glucose-6-Phosphatase (statt Hexokinase)

80
Q

Enzyme der Gluconeogenese

A 
> Pyruvat-Carboxylase
> Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase
Enolase
Phosphoglycerat-Mutase
Glycerin-aldehyd-3-phosphat-dehydro.
Triose.phosphat-isomerase
aldolase
> Fruktose-1,6-Bisphophatase
Gucose-6-phosphat-isomerase
> Glucose-6-Phosphatase
81
Q

(Zwischen)Produkte der Gluconeogense

A 
Pyruvat
oxalacetat
Phosphoenolpyruvat
2-phosphoglycerat
3-phosphoglycerat
1,3-bisphosphoglycerat
Glycerinaldehyt-3-phosphatDihydroxyacetonphosphat
Fructose-1,6-bisphosphat
Fructose-6-phosphat
glucose-6-phosphat
glucose
82
Q

Gluconeogense

Pyruvat Carboxylase

A

1.

ATB-Bindedömane:CO2 Aktivierung
Biotin-BD: CO2-Transferierung auf Pyruvat

Pyruvat + CO2 + ATP + H20 -> Oxalacetat + ADP + P + H+

in Mitochondrien

Pyruvart + HCO2- + ATP -> Oxalacetat + ADP + Pi

83
Q

Wo wird Pyruvat in Oxalacetat umgewandeltß

A

Mitochondrien

84
Q

Wie wird Oxalacetat aus Mitochondrium raus Transportiert und mit was parallel?

A

als Malat mit e-

85
Q

Wieso wird das PEP nicht durch die Umkehrung des letzten schrittes Der glykolyse hergestellt?

A

War ein irreversibler schritt. GGW lag zu weot auf seiten des pyruvats

86
Q

Gluconeogenese

Wieso wird erst carboxyliert und dann decarboxyliert?

Pyruvat -> Oxalacetat

Oxalacetat-> PEP

A

Es kann/muss zwei male energie reingesteckt werden

87
Q

Warum gluceneogenese nicht umkehrung der glycolyse?

A

Glycolyse umgedreht: GGW_E (endotherme Reaktion)

Glyconeogenese ermöglicht glucoseherstellung aus lactat

88
Q

Was kostet die gluconeogenese?

A

Mehr reduktionsäquivalente?

89
Q

Wieso sollten glycolyse und gluconeogenese nicht gleichzeitig ablaufen?

A

Schnelle Verfügbarkeit in stresssituation

90
Q

Wie wirkt sich der energiemangel auf die Regulation der Glykolyse/Glukoneogenese aus?

A

Gluconeogenese wird gehemmt

Glycolyse wird angekurbelt

91
Q

Warum gibt es ‘futile Cycles?

A

= Substratzyklen

20%Erhöhung der enzymaktivität

380% Erhöhung des nettoflusses

+ Verstärkung von stoffwechselsignalen
+ Erzeugung von Wärme durch ATP hydrolyse

92
Q

worum geht es beim Cori zyklus?

A

Glucosetransport: wie funktioniert’s?

Beim laufen: Glucose abbau zu lactat über glycolyse

Transport in Muskel

Glucosesyntgese aus lactat über gluconeogenese

Transport aus muskel

93
Q

Was ist die zentrale transportform für Energie im Blut?

A

Glucose

94
Q

PPW

A

Pentosephosphatweg

Irreversible:
Oxidative Phase
-> Bildung von NADPH

Reversibel,flexibel: Nichtoxidative Phase-> Bildung von D-Ribose

Anpassung an Variable bedürfnisse/ Bedingungen der zelle

Wenig Energie vorhanden: ankurbeln der glycolyse für ‘Schnelle’ energie

Viel Energie vorhanden: ankurbeln der gluconeogenese für Energie reserven

95
Q

PPW:

oxidative phase

A

Irreversibel

Herstellung von Ribulose-5-Phosphat

Benötigt zum Aufbau von nukleotiden
Durch Bildung von d-ribose

96
Q

PPW:

Nichtoxidative phase

A

Reversibel

Herstellung von substraten für glycolyse
-> Bildung von NADPH

97
Q

Struktur von glycogen

A

Mobilisierbare speicherform von Glucose

Sehr großes verzweigtes Polymer

Ein reduzierende , viele nicht reduzierende ende

98
Q

Vorteile von glycogen

A

Schnelle Freisetzung von Glucose

Konstant halten des blutzuckerspiegels

Energieumwandlung unter anoxischen Bedingungen

99
Q

Glykogenabbau in drei Schritten

A

????1) Bildung von Glucose -1-phosphat über glukogen-phosphorylase

2) umformen des glykogensynthese für den weiteren Abbau
3) reversibel!!umwandeln von Glucose 1-phosphat in glucose-6-phosphat über die glucosephosphat mutase (kann nach Bedarf für glycolyse/PPZ/länge verwendet werden)

Oder

Phosphorylase stoppt vier Reste vor der verzweingung

Transferase: Übertragung eines blocks von drei glucoseeinheiten von einem auf den anderen ast

Alpha-1,6-glucosidase: hydrolysiert alpha-1,6-glycosidische Bindungen-> debranching (entzweigungs) enzym

-> linearer Strang entsteht: glycogenphosphorylase???

100
Q

Phosphorylase

A

Spaltung einer Bindung unter Anführung von orthophosphat

101
Q

Glykogenabbau

Glukogenphosphorylase

A

Dimer
Pyridoxalphosphat PLP abhäniges enzym

prozessive glycogenbindestelle

102
Q

Prozessives enzym

A

Hergestelltes Produkt = neues substrat

103
Q

Welchen Vorteil könnte in dr nutzung einer phosphorylgruppe als Säure Base Katalysatoren in der glykogen phosphorylase liegen?

A

Reversibler H+ transfer

Andockgefahr für carbeniumion

104
Q

PLP Mechanismus der glyglykogenphosphorylase

A

pyridoxalphosphat (PLP)

Gebundene HPO4^2- Gruppe protoniert

Phosphorylgruppe reprotoniert das phosphation und ein carbeniumion
Entsteht

Kombination des phosphation mit dem carbeniumion und rückübertragung des Proteins
-> Phosphat des PLP wirkt als Säure Base katalysator

105
Q

Glykogenaufbau

A

4 enzymatische Schritte

1) Glucose über hexokinase/glucokinase zu glucose-6-phosphat
2) glucose-6-phosphat über glucosephosphat mutase zu glucose-1-phosphat
3) glucose-1-phosphat über UDP-glucose-phosphorylase zu udp-glucose
4) UDP-Glucose über glykogen synthase zu verlängerter glykogenkette

106
Q

Was sind Vorteile der getrennten Wege für den glykogenauf/Abbau?

A

Unterschiedliche zwischenmetabolite

Unterschiedliche Regulation

107
Q

Glykogenaufbau

Wie wirkt sich die Hydrolyse des PPi auf die Bildung der udp-glucose aus? Durch welches enzym?

A

Macht reversible Reaktion irreversibel, da ein Produkt weggenommen wird
-> verhindert rückreaktion

Pyrophosphatase

108
Q

PPi

A

Pyrophosphat

109
Q

Glykogenaufbau

UDP-glucose-phosphorylase

SF der katalysierte reaktion

A

Glucose-1-phosphat +UTP UDP-glucose +PPi

PPi + H20 -> 2Pi (durch pyrophosphatase)

110
Q

Glykogenaufbau

Glykogensynthase

A

Hängt eine Glucose einheit an das C4 ende des glykogens

wichtigstes regulatorisches enzym des glykogenaufbaus

111
Q

Was ist das wichtigste regulatorische enzym des glykogenaufbaus?

A

Glykogensynthase

112
Q

Glykogenaufbau

Glykogenin

A
  • sich selbst glykosylierendes protein, für die de novo BS wichtig
  • wirkt als Primer für den glykogenaufbau:
113
Q

Glykogenaufbau

(de)Branching enzym

A

(Amylo-alpha(1,4->1,6)-transglykosylase )

(ent) Verzweigungsenzym
- > verzweigung durch spaltung eines blocks (oft 7Glu Einheiten) und bildung einer alpha-1,4-glykosidischen bindung

Verzweigung erhöht löslichkeit

114
Q

Was ist das besondere an der Regulation des glykogenmetabolismus?

A

Sie ist reziprok( wenn Aufbau an, dann Abbau aus und andersherum)

Da auf/Abbau im cytosol

Biochemie (20 decks)

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