Lipide und membranen; fertig Flashcards Preview

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Flashcards in Lipide und membranen; fertig Deck (57):
1

Lipid: 5 Grupppen

Klasse an biolog. Substanzen, denen gemeinsam ist, dass Sie stark hydrophob und schwer wasserlöslich sind

Fettsäuren
Triacylglyceride
Glycerophospholipide
Sphingolipide
Steroide

2

Fettsäuren

= carbonsäuren mit langkettigen kohlenwasserstoffresten

3

Was sind Unterschiede zw ungesättigten / gesättigten FS? (In Bezug auf schmelzpunkt)

- Schmelzpunkt nimmt mit FS-kettenlänge zu
- DB senken den schmelzpunkt
- VdW Kräfte: stabiliesieren
--> ungesättigte Fettsäuren besitzen DB

4

Nomenklatur von FS

- Carboxylat C -> 1.C
- C-Anzahl - Säure
- can: keine DB, cen: 1 DB, dien: 2DB , trien: 3DB
- cis/Trans
- Delta + Position der DB

5

Triacylglyceride

- 3fach Ester
- hydrolysieren
- verestertes gycerol als grundverbindung
- energiespeicher: eingelagert in adipocyten
- c Atom mit kürzestem Rest = 1. C

6

Glycerophospholipide

- phospholipide
- membranlipide
- wieder verestertes gycerol als grundgerüst, aber nur 2 FS ketten und 1 phosphoalk.
- verbindung beinhaltet zwitterion
- amphiphatische Eigenschaften > reaktiv
- Alkohol = namensgebend

7

Etherlipide

- in archaeen
- ether > schwer hydrolysieren > Anpassung an extrembedingungen
- verzweigte, gesättigte FS > stabil gegen oxidation
- Andere stereochemie des glycerols (D-konformation)

8

Phospholipasen

Zersetzt phospholipide

9

Detergenz: funktion

Zersetzt Membranen
Macht unlösliche Stoffe löslich

10

Lysophospholipid

- geringe Menge: signalmolekül
- häufig: detergenz

11

Sphingolipide

- membranlipide
- phospholipid
- phospho durch Stickstoff ersetzt
- + acyl: ceramid
- + phospho/cholin: sphingomyelin
-+gly/gal: cerebrosid
- häufig in nervenzellen (Axonummantelung)

12

Glykolipid

Membranlipid

13

Membranlipide

1)Phospholipide ua:
- Glycerophospholipide
- sphingolipide

2)Glykolipid
3)Steroid (cholesterin)

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Steroide

Membranlipid
4 Ringe (STERANgrundgerüst: 3x 6er Ringe + 1x 5er ring)

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Was ist wichtig in Bezug auf Membranen? (7)

1) schichtartige Struktur mit Durchmesser 60-100Å
2) bestehen größtenteils aus lipiden/Proteinen im verhältnis 1:4-4:1
3) doppelschichten aus mebranlipiden(hydrophob und hydrophil)
4) mebranprot. Wichtig für Funktion
5) Membranen = asymmetrisch
6) Membranen sind zweidimensionale lösungen aus Spezi. Orientierten Proteinen und lipiden
7) elektrische polarisation der meisten zellmembranen (innen: -60mV)

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Ausbildung von lipiddoppelschichten: woraus, eigenschaft

aus Phospholipiden

Kooperative struktur

bimolekulare schichten

17

Bildung von liposomen

1) behältnis mit glycin in H2Ound einen Phospholipidboden
-> sonifizierung
2) mit phospholipiden umschlossenes glycin + freies glycin in Wasser
-> gelfiltration
3) in lipidvesikeln gefangenes glycin

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Permeabilität von lipiddoppelschichten

Hohe permeabilität, mit jedem Punkt abfallend:
-Hydrophobe gasförmige stoffe(Benzol , NO,CO2,N2,O2)
-polare, kleine Stoffe (harnstoff, H20)

Kommen nicht durch:
-polar, groß, geladen(AS,Glucose)
-ionisch(H+,Cl-,Na+,HCO3-,K+,Ca2+)

19

Welche stoffe durchdringen die membran nicht?

polar, groß, geladen(AS,Glucose)
-ionisch(H+,Cl-,Na+,HCO3-,K+,Ca2+)

20

Flüssikg-mosaik-modell

Membran ist nicht starr, sondern vatiabel

21

Fluidität der membran

- temperaturabhängig: ungesättigte FS haben einen niedrigeren schmelzpunkt, kurze FS Kette haben einen niedrigeren schmelzpunkt als langkettige

- oberhalb des gefrierpunktes: Variable lipide, flüssig
- unterhalb: starre Anordnung

22

Membranproteine: 2 typen

Integrale/periphere

23

Membranskelett menschlicher erythrozyten

.F20

Auf der Zelloberfläche befinden sich verschiedene Glykoproteine (z. B. die Blutgruppen-Antigene), die u. a. die serologisch nachweisbaren genetischen Merkmale der Erythrozyten definieren.

- Scheibenform , besteht aus einem flächigen Netz aus Spektrin-Filamenten, die durch kurze Aktin-Filamente zusammen gehalten werden. Durch Vermittlung von Adapterproteinen, wie Ankyrin, ist das Netz an integralen Proteinen der Plasmamembran verankert. Zu den integralen Proteinen der Plasmamembran zählen der Anionen-Austauscher 1 und das Glykophorin.

24

Was macht bakteriorhodopsin in bezug auf membranen und warum?

Ist eine Alpha helix und kann deswegen die Membran durchspannen

lichtgetriebene ATPase

25

Woraus sind porine aufgebaut?

Beta faltblätter

26

Wie geht die Verankerung in der Membran von Statten?

Stryer S.400: "Integrale Membranproteine stehen in intensiver Wechselwirkung mit den Kohlenwasserstoffketten der Membranlipide"
"periphere Membranproteine sind über elektrostatische Kräfte und Wasserstoffbrücken mit den Kopfgruppen der Lipide an die Membran gebunden"
- SK von hydrophoben AS verankert sich in der Membran

27

Lipidgebundene proteine

Periphere Membranproteine: S-Palmitoylcystein/ C-terminal S-farnesylcysteinmethylester

(Glyko)lipidverankerte mebranprot TypV: glycosyl phosphatidyl inostisol (GPI) anchor

Integrale mebranprot Typ VI

28

Vorhersage von transmembranhelices

Vorhersage mittels der AS sequenz

(zB sequenzen von 20 aufeinanderfolgenden unpolaren AS -> HInweiß auf alpha Helikales Membran-Prot)

29

Wie durchdringen Lipophile + hydrophobe moleküle die Membran?

Können in Membran Eindringen bzw die Membran entlang eines konzentrationsgradienten durchqueren (einfache diffusion)

30

Wie durchdringen polare Moleküle die Membran? 2 möglichkeiten

Durch spezifische Kanäle entlang eines konzentrationsgradienten (vermittelte diffusion/passiver transport) -> membrankanäle

Oder entgegen eines konzentrationsgradienten (aktiver transport) -> mebranpumpen

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Welche art von transport ermöglichen membranpumpen?

Aktiven transport entgegen eines gradienten

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Was bedeutet deltaG>0 in bezug auf transportprozesse?

Es MUSS aktiver transpot sein

33

Wie berechnet man die freie enthalpie DeltaG des konzentrationsgradienten bei ungeladenen Proteinen?

Wie viel Energie kostet so ein transport

DeltaG = 2,303×R×T×log_10(c2/c1)

Größenordnung 10 kJ/mol

34

Wie berechnet man bei geladenen molekülen das elektrochem. Potential?

DeltaG = 2.303×R×T×log_10(c2/c1)+Z×F×deltaV

DeltaV: potentialdifferenz

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Was wird genutzt um Energie für den aktiven Transport bereitzustellen?
Inwiefern wird die ATP Hydrolyse für den aktiven Transport genutzt?

ATPase

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Aufbau der SR-Ca2+-ATPase

Besteht aus:
- transmembrandomäne mit calciumbindestelle (BS) aus Glu/Asp (negative ladung deswegen gute Bindung zu Ca+, harte base)
- A Domäne für den antrieb
- P Domäne wird phosphoryliert -> auslösen der umlagerung, dadurch bedingten affinitätsverlust
- N domäne bindet nukleotid (ATP)

-> darf nicht generell offen sein

F30ff

37

Mechanismus der SR-Ca2+-ATPase

Ruhezustand:
- E1: hohe Ca2+Affinität
- CA2+ Bindung
- ATP zufuhr an N domäne

- phosphorilyierung der P Domäne
-> umlagerung verringert die bindungsaffinität
- ca2+ und ADP gehen ab
- Beta-P (intermediat) stabilisiert die E2 Form
- E2 leicht hydrolysieren, wird dephosphoriliert
- Umwandlung in E1

-> darf nicht generell offen sein

F32

38

ABC transporter
Aufbau

N-membrandurchspannende domäne - ATP bindene kassette - mds Domäne -ATPbK - C

Zb multi-drug Resistenzen

Zusatz: typisch für ATP/GTP Bindung
Konsendussequenz: GX4GK(T/S)

F33

39

Reaktionsschema des ABC transporters

Geschlossene konformation
1) öffnet sich nach innen
2) ion/ molekül geht rein
3) zusammenlagerungder ATP kassetten
4) umsetzung von 2ATP löst umlagerung aus
5) Affinitätsänderungkonformationsänderung nach außen offen
6) Umsetzung von H2O zu 2ADP + 2P

F44

40

Sekundäre transporter/cotransporter

Antiporter (A/B entgegengesetzt)

Symporter (A+B miteinander)

Uniporter (eher Kanal als transporter) (A/A enbgegengesetzt)

41

Lactose permease

Symport von Lactose und Protonen
- Ablagerung von H+ von außen an negativ geladene domäne
- Bindung von Lactose
- umstülpung
- entlassen der Lactose nach innen
- entlassen des H+ nach innen
- umstülpung

42

Eigenschaften von ionenkanälen

- selektivität für bestimmte Ionen
- offene/geschlossene konformation
- Übergang zwischenoffener/geschlossener konformation wird reguliert
- offener zustand wandelt häufig spontan in inaktiven Zustand um

43

Ionenkanäle

Natriumkanal
Calciumkanal

Shaker Kalium Kanal// prokaryot. Kaliumkanal

44

Selektivitätsfilter des Kalium kanals

Hauptkette = Starr -> Ursache der WW -> NICHT von SK abhängig

bei Resolvatation im K-Kanal--> WW zerstört -> hersettellung neuer, günstigerer WW

Na nicht permeabel: zu Groß, zu große HydratationsE nötig, bräuchte geringere Distanzen

Kalium: perfekter Abstand

45

Inaktivierung des K+Kanals

durch Protease (Trypsin) -> zerstörung des Schließmechanismus

46

Aquaporine

Spez. Wasserkanäle

Erlauben schnellen wasserdurchtritt durch die Membran

47

Wonach sind die P Typ ATPasen bennant?

Beta-Phosphorylaspsrtat - Anhydrid: leicht hydrolysierbar und energiereich
(P-Typ, weil in der Plasmamembran!) -> Gizem

48

ATP getriebende transporter

- F typ ATPase: energiekonservierung

- P Typ ATPase: Aufrechterhaltung ionengradient

- ABC Transporter

49

Was kann beim aktiven transport als energiequelle dienen?

ATP
Konzentrationsgradient

50

Selektivitätsfilter des K+ Kanals

K+ ist zwar größer als Na+, hat aber eine niedrigere resolvatisierungs Energie.

Dh:
Der Kanal kann leichter die WW mt K+ zerstören um neue, günstigere WW einzugehen.

Bei Na+ ist die Distanz von Kanal zu O2/ bindungslänge zu groß

51

Modell für den ionentransport

Die einzelnen ionen stoßen sich selbst durch elektrostat. Absoßung durch den kanal

52

Was muss ein ionenkanal bewerkstelligen?

Er muss
- selektiv
- regulativ

Sein

53

Von was kann die Regulation eines Kanals abhängig sein?

Spannung
ATP

54

von was ist der K+Kanal abhängig?

Spannung (geladene transmembran helices)

Beinhaltet nicht nur hydrophobe, sondern auch positive Reste
-> paddel kann durch membran durch, klappt um/ spontane depolarisierung -> konformationsänderung im kanalinneren

55

Kugel ketten modell

Spannungsabhängiges öffnen

Schwingen der Kette

Kugel = Korken im kanal

Breiterer Kanal würde für längere schließzeit sorgen

Geschlossen -> spannungsabhängiges Öffnen -> Kette schwinkt -> Kugel fungiert als Korken -> verlängert flexiblen Bereich und somit die Schließzeit

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Neurotransmitter

Acetylcholin

57

Acetylcholinrezeptor

Aufbau und funktion

Bsp für ionenkanal

Aufbau:
5 UE (alpha2,Beta,Gamma,delta) mit gleicher grundstruktur
- extrazelluläre domäne
- transmembrandomäne (TMD)
- Segmente innen

Funktion:
Ligandenbindung > konformationsänderung > rotieren: große AS raus - kleine rein > Öffnen der TMD