Fragen Lipidstoffwechsel Flashcards
1
Q
- Was sind die vier physiologischen Aufgaben von Fettsäuren?
A
- Fettsäuren sind wichtig (1) als Bausteine für Phospholipide und Glycolipide, (2) für die
Modifikation von Proteinen durch kovalente Anbindung von Lipiden (3) als
Energiespeicher (4) weil ihre Derivate als Hormone und Botenstoffe dienen.
2
Q
- Welche Ähnlichkeiten gibt es zwischen Fettsäuresynthese und Fettsäureabbau?
A
- Die Vorgänge sind sehr ähnlich, nur finden sie in entgegen gesetzter Richtung statt. Die
Zwischenstufen sind sich strukturell ähnlich und die Schritte sind in einer ähnlichen
Anordnung. Vergleiche Abbildung 22.2.
3
Q
- Fassen Sie kurz die Schritte des Fettsäureabbaus zusammen.
A
- Eine aktivierte Acylgruppe wird im ersten Schritt durch FAD oxidiert, im zweiten Schritt
hydriert, im dritten Schritt durch NAD+ oxidiert, wodurch eine zweite Carbonylgruppe
gebildet wird, und im letzten Schritt durch Thiolyse gespalten.
4
Q
- Warum ist die wasserfreie Natur der Triacylglycerole wichtig für die Energieeffizienz?
A
- Kohlenhydrate müssen hydriert werden, damit sie gespeichert werden können. Aufgrund
der Hydratation nimmt die Speicherung von Kohlenhydraten mehr Platz in Anspruch.
Triacylglycerole hingegen können in “konzentrierter” Form gespeichert werden. Somit
kann pro Gewicht 6-mal soviel Energie in Triacylglycerolen gespeichert werden als in
Kohlenhydraten (g pro g).
5
Q
- Welchen Prozess müssen Triacylglycerole, die mit der Nahrung aufgenommen wurden,
durchlaufen, damit sie durch den Darm absorbiert werden und dann genutzt werden können?
A
- Die Triacylglycerole müssen vor der Absorption verdaut werden. Im Darmlumen werden
sie zuerst mit Hilfe von Gallensalzen zu Mizellen zusammengeführt. In diesen Strukturen
können Lipasen leicht die Esterbindungen hydrolysieren und dadurch Fettsäuren und
Monoacylglycerole freisetzen. Diese werden dann durch die Plasmamembran absorbiert.
In den intestinalen Schleimhautzellen werden die Monoglyceride und Fettsäuren wieder
zu Triacylglycerolen zusammengesetzt und in Chylomikronen für den Transport gelagert.
Diese werden an die Lymphe abgegeben und dann in das Blut freigesetzt.
6
Q
- Welche drei Schritte werden benötigt, um die in den Adipozyten gespeicherte Energie zu
nutzen?
A
- Zuerst werden die Lipide durch den Abbau von Triacylglycerolen zu Fettsäuren und
Monoglyceriden mobilisiert und in die entsprechenden Gewebe transportiert. Dann
werden die Fettsäuren zu Acyl-CoA aktiviert und in die Mitochondrien transportiert. Im
letzten Schritt werden die Fettsäuren schrittweise zu Acetyl-CoA, welches im TCA Zyklus
weiterverwendet wird, abgebaut.
7
Q
- Was passiert mit Glycerol während der Lipolyse?
A
- Glycerol wird von der Leber absorbiert, phosphoriliert und dann zu DHAP oxidiert,
welches zu Glycerinaldehyd-3-phosphat isomerisiert wird. Dann wird es entweder zu
Glukose oder Pyruvat verstoffwechselt.
8
Q
- Inwiefern ist die Bildung von Pyrophosohat ein wichtiges Thema in der Biochemie?
A
- Die Hydrolyse von inorganischem Pyrophosphat ist eine energiereiche Reaktion, die nicht
leicht rückgängig gemacht werden kann. Die Hydrolyse von PPi kann die Triebkraft sein,
um eine reversible Reaktion zur Vervollständigung zu bringen. Prinzipiell werden die zwei
Phosphoanhydridbindungen genutzt, um eine energetisch ungünstige Reaktion
anzutreiben. Diese Strategie liegt mehreren Reaktionswegen zu Grunde.
9
Q
- Berechnen Sie die Menge der ATP Moleküle, die durch eine totale Oxidation einer aktivierten
Fettsäure mit 16 Kohlenstoffatomen gewonnen wird.
A
- Der Reaktionsweg würde zur Bildung von 7 NADH, 7 FADH2 und 8 Acetyl-CoA Molekülen
führen, die weiter im Citratzyklus metabolisiert werden können. Daher ergibt sich ein
Gewinn von 17.5 ATP (von NADH) + 10.5 ATP (von FADH2) + 80 ATP (von Acetyl-CoA) =
108 ATP Molekülen. Zwei ATP Moleküle werden zur Aktivierung benötigt; daraus ergibt
sich ein Nettogewinn von insgesamt 106 ATP Molekülen.
10
Q
- Wie werden ungesättigte Fettsäuren abgebaut?
A
- Eine ungesättgte Fettsäure muss in eine Form umgewandelt werden, die der xidation
unterliegen kann. Bei Doppelbindungen an ungeradzahligen Kohlenstoffatomen muss zum
Beispiel die Doppelbindung von einem Paar Kohlenstoffatomen zu einem anderen
„verschoben“ werden, welche dann hydriert und oxidiert werden kann. Dazu wird ein
Enzym benötigt, das die cis Δ-3 Doppelbindung zu einer trans Δ-2 Doppelbindung
isomerisiert. Doppelbindungen an geradzahligen Kohlenstoffatomen werden durch
Reduktase und Isomerase Reaktionen umgewandelt. Siehe Abbildungen 22.10 und 22.11
für weitere Details.
11
Q
- Wie wird der letzte 3-C Kohlenstoffrest, Propionyl-CoA, der bei der Oxidation von
ungeradzahligen Fettsäureketten entsteht, verwertet?
A
- Es wird zu D-Methylmalonyl-CoA carboxyliert und dann zu L-Methylmalonyl-CoA
isomerisiert. Dieses wird zu Succinyl CoA umgewandelt, welches in den Citratzyklus
eingeschleust werden kann.
12
Q
- Erkläre diese Aussage: “Fette verbrennen im Feuer der Kohlenhydrate.”
A
- Acetyl-CoA, welches aus Fettsäuren gebildet wird, kann nicht in den Citratzyklus eingehen,
wenn Fett- und Kohlehydratverbrauch nicht ausgeglichen sind. Eine ungenügende
Aufnahme von Kohlenhydraten führt zu einer geringeren Verfügbarkeit von Oxaloacetat,
welches aus Pyruvat durch Pyruvat Carboxylase synthetisiert worden ist. Acetyl CoA kann
nicht mit Oxaloacetat reagieren und damit nicht den Citratzyklus eingehen. Es muss dann
zu einem anderen Reaktionsweg abgeführt werden.
13
Q
- Erkläre warum Tiere Fettsäuren nicht in Glukose umwandeln können?
A
- Die Synthese von Glukose durch Gluconeogenese erfordert Pyruvat oder Oxaloaacetat. In
Tieren ist der einzige metabolische Weg Acetyl-CoA zu Oxaloacetat umzuwandeln der
Citratzyklus, welcher aber den Verlust von zwei Kohlenstoffdioxid Molekülen mit sich
bringt. Tiere können somit die Nettoumwandlung von Acetyl-CoA in Pyruvat oder
Oxaloacetat nicht bewerkstelligen. Pflanzen und Bakterien besitzen den Glyoxylat Zyklus,
der zwei Acetyl Gruppen in Succinat umwandeln kann.
14
Q
- Was ist die Rolle von CTP bei der Phospholipid-Synthese?
A
- Bei der de novo Synthese dient CTP zur Aktivierung von Phosphatidat, um die Bildung von
CDP-Diacylglycerol und Pyrophosphat anzutreiben. Die Reaktion wird durch die
anschliessende Hydrolyse des PPi zu 2 Pi angetrieben. Das aktivierte Diacylglycerin kann
dann weiter mit einem anderen Alkohol reagieren (z.B. Inositol) und CMP freisetzen.
15
Q
- Warum wird Phosphatidylserin als Molekülklasse bezeichnet und als ein einzelner
Molekültyp?
A
- Unterschiedliche Fettsäuregruppen können an ein Glycerin-Molekül gebunden werden, so
dass viele verschiedene Phospholipide entstehen.
