Citratzyklus

Question 1

In welchem Teil der Zelle findet der Citratzyklus statt?

Answer 1

→ Mitochondrien,

Question 2

Das ist die Zwischenstufe in der Umwandlung von Citrat in Isocitrat.

Answer 2

→ cis-Aconitase,

Question 3

Diese Proteine haben einen festgebundenen FAD- oder FMN-Kofaktor.

Answer 3

→ Flavoproteine,

Question 4

Das ist der Ort der Succinat-Dehydrogenase.

Answer 4

→ innere Membran,

Question 5

Dieses Intermediat befindet sich sowohl am Anfang als auch am Ende des Citratzyklus.

Answer 5

→ Oxalacetat,

Question 6

Das ist eines der Produkte des Citratzyklus.

Answer 6

→ Kohlenstoffdioxid,

Question 7

Diese Substanz ist toxisch, weil sie mit Sulfhydrylgruppen in Nachbarschaft von Dihydrolipoylgruppen reagiert und deren Reoxidation zu Lipoamid blockiert.

Answer 7

→ Arsenit,

Question 8

Dieser Typ der Enzymregulation hemmt den Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex.

Answer 8

→ Phosphorylierung,

Question 9

So nennen wir die metabolischen Reaktionen, die die Zwischenprodukte des Citratzyklus regenieren, die für Biosynthesereaktionen gebraucht werden.

Answer 9

→ anaplerotisch

Question 10

Kohlenstoffatome von Kohlenhydraten gelangen in den Citratzyklus in Form von……

Answer 10

Acetyl-CoA

Question 11

Im Citratzyklus wird….durch Substratkettenphosporylierung hergestellt.

Answer 11

GTP

Question 12

E1 des Pyruvat-Dehydrogenase-Komplexes benötigt das Coenzym…..für eine einwandfreie Aktivität.

Answer 12

Thiaminpyrophosphat

Question 13

E2 des Pyruvat-Dehydrogenase-Komplexes beinhaltet eine Lipoylgruppe, die kovalent an einen ….-Rest des Enzyms gebunden ist.

Answer 13

Lysin

Question 14

…………ist ein Enzym des Citratzyklus, das auch ein Bsp. eines Eisen-Schwefel-Proteins ist.

Answer 14

Aconitase

Question 15

Der ….-Zyklus ist ein Prozess in dem Pflanzen und einige Bakterien C2-Bausteine (Acetylgruppen) in C4-Bausteine (Succinate) für die Glucosesynthese, Energieproduktion und Biosynthese umwandeln.

Answer 15

Glyoxylat

Question 16

Während der Oxidation von Isocitrat wird das Intermediat ……. zum α-Ketoglutarat decarboxyliert.

Answer 16

Oxalsuccinat

Question 17

Generell wird der Citratsäurezyklus durch einen …..Energiezustand gehemmt.

Answer 17

hohen

Question 18

….ist das erste Intermediat des Citratzyklus, das oxidiert wird.

Answer 18

Isocitrat

Question 19

Beri-Beri wird ausgelöst durch einen Mangel an….

Answer 19

Thiamin

Question 20

Der Citratzyklus ist auch bekannt als

Wählen Sie eine Antwort:

a. Krebs-Zyklus
b. Cori-Zyklus
c. Tricarbonsäurezyklus
d. A und C
e. A, B und C

Answer 20

a. Krebs-Zyklus

c. Tricarbonsäurezyklus

Question 21

Welches Molekül startet den Citratzyklus in dem es mit Oxalacetat reagiert?

Wählen Sie eine Antwort:

a. Pyruvat
b. Acetyl-CoA
c. Oxalacetat
d. Alle drei treffen zu.
e. Nichts davon trifft zu.

Answer 21

Acetyl-CoA

Question 22

Welche(s) Enzym(e) ist (sind) verantwortlich für folgende Reaktion?

Pyruvat + CoA + NAD+ → Acetyl CoA + NADH + H+ + CO2

Wählen Sie eine Antwort:

a. Acetyl-CoA-Synthetase
b. Pyruvat-Decarboxylase
c. Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex
d. A und B
e. A, B und C

Answer 22

Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex

Question 23

Welche Schritte (in der richtigen Reihenfolge) sind an der Umwandlung von Pyruvat in Acetyl-CoA beteiligt?

Wählen Sie eine Antwort:

a. Decarboxylierung, Oxidation, Bildung des CoA-Esters
b. Decarboxylierung, Bildung des CoA-Esters, Oxidation
c. Oxidation, Decarboxylierung, Bildung des CoA-Esters
d. Oxidation, Bildung des CoA-Esters, Decarboxylierung
e. Nichts davon trifft zu.

Answer 23

Decarboxylierung, Oxidation, Bildung des CoA-Esters

Question 24

Welche der folgenden Vitamine sind Vorläufer von Coenzymen, die nötig sind zur Herstellung des Acetyl-CoA aus Pyruvat?

Wählen Sie eine Antwort:

a. Thiamin, Riboflavin, Niacin, Liponsäure und Pantothensäure
b. Thiamin, Riboflavin, Niacin, Liponsäure, Pantothensäure und Biotin
c. Thiamin, Riboflavin, Niacin und Biotin
d. Thiamin, Riboflavin und Liponsäure
e. Nichts davon trifft zu.

Answer 24

Thiamin, Riboflavin, Niacin, Liponsäure und Pantothensäure

Question 25

Welches der genannten Moleküle dient als “flexibler Schwingarm”, wenn es das Reaktionsintermediat von einer aktiven Seite zur nächsten befördert? Wählen Sie eine Antwort: a. FAD b. NAD+ c. Lipoamid d. Thiaminpyrophosphat e. Coenzym A

Answer 25

Lipoamid

Question 26

Die Herstellung von Citrat aus Acetyl-CoA und Oxalacetat ist eine _______-Reaktion. Wählen Sie eine Antwort: a. Oxidations b. Reduktions c. Kondensations d. Ligations e. Nichts davon trifft zu.

Answer 26

Kondensations

Question 27

Welche chemische/n Reaktion/en ist/sind an der Umwandlung von Citrat in Isocitrat beteiligt? Wählen Sie eine Antwort: a. Hydratisierung gefolgt von Dehydratisierung b. Oxidation c. Oxidation mit nachfolgender Reduktion d. Dehydratisierung gefolgt von Hydratisierung e. A und B

Answer 27

Dehydratisierung gefolgt von Hydratisierung

Question 28

In welcher Reaktion wird GTP (oder ATP) direkt im Citratzyklus hergestellt? Wählen Sie eine Antwort: a. Umwandlung von Succinyl-CoA zu Succinat b. Decarboxylierung von α-Ketoglutarat c. Umwandlung von Isocitrat in α-Ketoglutarat d. Alle 3 treffen zu. e. Nichts davon trifft zu

Answer 28

Umwandlung von Succinyl-CoA zu Succinat

Question 29

In welchem Schritt des Citratzyklus wird FADH2 hergestellt? Wählen Sie eine Antwort: a. Umwandlung von Succinat in Malat b. Umwandlung von Succinat in Oxaloacetat c. Umwandlung von Succinat in Fumerat d. Umwandlung von Malat in Oxaloacetat e. Nichts davon trifft zu.

Answer 29

: Umwandlung von Succinat in Fumerat

Question 30

Wie viele ATP- oder GDP-Äquivalente können in einem Durchlauf des Citratzyklus maximal hergestellt werden? Wählen Sie eine Antwort: a. 10 b. 6 c. 9 d. 12 e. Nichts davon trifft zu.

Answer 30

10

Question 31

Der Glyoxylat-Zyklus ermöglicht es Pflanzen zu überleben, bei ausschließlicher Nutzung von Wählen Sie eine Antwort: a. Pyruvat. b. Acetat c. Oxalacetat d. Alles trifft zu. e. Nichts davon trifft zu.

Answer 31

Acetat

Question 32

Geben Sie die Nettoreaktionsgleichung des Citratzyklus an.

Answer 32

Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi →2 CO2 + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP + CoA

Question 33

Warum ist die Isomerisierung von Citrat zu Isocitrat ein notwendiger Schritt im Citratzyklus?

Answer 33

Citrat ist ein tertiärer Alkohol, der nicht oxidiert werden kann. Die Isomerisierung wandelt den tertiären Alkohol Citrat zum sekundären Alkohol Isocitrat um, der oxidiert werden kann.

Question 34

Nennen Sie die 5 Koenzyme, die für die oxidative Decarboxylierung von Pyruvat und α-Ketoglutarat benötigten werden und geben Sie die dafür benötigten essentiellen Nährstoffe (Vitamine) an.

Answer 34

1.Thiaminpyrophosphat: Thiamin, Vitamin B1 ; 2.Lipoamid: Liponsäure; 3. NAD+: Niacin; 4.FAD: Riboflavin, Vitamin B2; 5. Coenzym A: Pantothensäure

Question 35

Erklären Sie warum GDP energetisch äquivalent zum ATP im Metabolismus ist.

Answer 35

Das Enzym Nucleosiddiphosphat-Kinase transferiert reversibel eine Phosphorylgruppe von GTP auf ADP nach folgender Reaktion: GTP + ADP ↔ GDP + ATP Umgekehrt kann eine Phosphorylgruppe von ATP auf GDP unter der Bildung von GTP transferiert werden

Question 36

Welche Reaktion verbindet die Glycolyse und den Citratsäurezyklus?

Answer 36

Pyruvat + CoA + NAD+ → Acetyl-CoA + NADH + H++ CO2

Question 37

Warum ist der beobachtete Elektronentransfer von FADH2 auf NAD+ ungewöhnlich?

Answer 37

Dies ist ungewöhnlich, da die Elektronen von FADH2 auf NAD+ transferiert werden. Normalerweise findet der Transfer in die andere Richtung statt.

Question 38

Welche Energiequelle begünstigt die Bildung von Citrat aus der Kondensation von Oxalacetat und Acetyl-CoA?

Answer 38

Citrat-Synthase katalysiert die Bildung von Citryl-CoA aus der Kondensation von Acetyl-CoA und Oxalacetat. Bei der Hydrolyse des Thioesters des Citryl-CoA erhält man Citrat und das CoA wird regeneriert. Die Hydrolyse der hochenergetischen Thioesters begünstigt die Bildung von Citrat.

Question 39

Inwiefern ähneln sich die Decarboxylierungen von α-Ketoglutarat und Pyruvat?

Answer 39

Bei beiden handelt es sich um α-Ketosäuren, die decarboxyliert werden und beide beinhalten die Bildung eines Thioesters mit CoA, das ein hohes Transferpotential besitzt. Die enzymatischen Komplexe und Mechanismen sind ähnlich und die Dihydrolipoyl-Dehydrogenase-Komponenten sind identisch.

Question 40

Wie viele ATP-Äquivalente werden bei der vollständigen Oxidation von einem Pyruvat zu 3 CO2 gebildet?

Answer 40

Bei der vollständigen Oxidation von 1 Pyruvat durch die Pyruvat-Dehydrogenase und den Citratzyklus entstehen 4 NADH, 1 FADH2 und 1 GTP. 2.5 ATP entstehen, wenn 2 Elektronen von NADH zum Sauerstoff über eine Elektronentransportkette transferiert werden. 1.5 ATP entstehen, wenn 2 Elektronen von FADH2 zum Sauerstoff über eine Elektronentransportkette transferiert werden. Energetisch ist 1 GTP gleichwertig zu 1 ATP. Also werden insgesamt 12.5 ATP-Äquivalente hergestellt.

Question 41

Für die Reaktion der Isocitrat-Dehydrogenase ist ΔG˚′ = -21 kJ/mol, jedoch ist ΔG˚′ = +29.7 kJ/mol für die Reaktion der Malat-Dehydrogenase. Bei beiden Reaktionen handelt es sich um die Oxidation eines sekundären Alkohols. Erklären Sie warum die Reaktion bei Isocitrat so exergonisch ist.

Answer 41

Die Oxidation des Isocitrats bildet Oxalsuccinat als Zwischenprodukt. Die Decarboxylierung des Oxalsuccinats erzeugt gasförmiges CO2, welches die Rückreaktion verhindert. Die Umwandlung von Malat zu Oxalacetat erzeugt kein CO2 und ist endergonisch. Der Austritt des CO2 macht die Umwandlung des Isocitrats zum α-Ketoglutarat energetisch sehr günstig.

Question 42

Inwieweit ist Succinat-Dehydrogenase einzigartig im Vergleich zu anderen Enzymen im Citratsäurezyklus?

Answer 42

Es ist das einzige Enzym, das in der Mitochondrienmembran sitzt und das direkt mit der Elektronentransportkette der oxidativen Phosphorylierung zusammenhängt.

Question 43

Verlassen die Kohlenstoffatome der Carboxylatfunktion von Acetyl-CoA den Citratzyklus in Form von CO2? Erläutern Sie bitte.

Answer 43

Nein, die Kohlenstoffe, die den Zitratzyklus als CO2 verlassen, stammen vom Oxalacetat. Durch dessen Kondensation mit Acetyl-CoA und dessen weiterer Umsetzung entsteht jedoch im Laufe des Citratzyklus Succinat. Dabei handelt es sich um ein symmetrisches Molekül, wodurch die Herkunft der Kohlenstoffatome nicht mehr eindeutig den Kohlenstoffatomen der Acetylgruppe von Acetyl-CoA bzw. des Oxalacetats zu geordnet werden kann. Somit kann in einer weiteren Runde des Citratzyklus auch das in den Decarboxylierungsreaktionen freigesetzte CO2 aus Acetyl-CoA stammen.