Vortrag: Citratcyclus

Question 1

Welche und wie viele Reduktionsäquivalente erhält man durch den Citratcyclus?

Answer 1

3 NADH, 1 FADH2 und 1 GTP

Question 2

Wie sieht die Nettoreaktion des Citratcyclus aus?
-> Wo findet er statt?

Answer 2

Im Mitochondrium

Question 3

Aus wievielen Reaktionen besteht der Citratcyclus?

Answer 3

8

Question 4

Was ist der Ausgangspunkt für die Citratcyclus?
-> Wie wird es aus Pyruvat gebildet? (Reaktionsgleichung)

Answer 4

• Acetyl-CoA
• Mit der Pyruvat-DH:
  Pyruvat + CoA + NAD+ -> Acetyl-CoA + CO2 + NADH

Question 5

Was ist die erste Reaktion vom Citratcyclus?
-Edukte?
-Enzym?
-Produkte?

Answer 5

Citrat-Synthase
* Kondensation von Acetyl-CoA und Oxalacetat
* Produkte: Citrat und Coenzym A

Question 6

Was passiert in der 2. Reaktion des Citratcyclus?
-> Name des Enzyms?
-> Produkt?
-> Reaktionsgleichung?

Answer 6

Aconitase
Reversible Isomerisierung von Citrat in Isocitrat

Question 7

Was ist besonders an der Aconitase bzgl. des Aufbaus ?

Answer 7

• Multifunktionsprotein
• Enthält [4Fe-4S]-Cluster

Question 8

Was ist der 3. Schritt des Citratcyclus?
-> Cofaktoren und Enzym?
->Produkte?

Answer 8

Oxidative Decarboxylierung von Isocitrat durch Isocitrat-DH
Cofaktoren: Mg2+ oder Mn2+

-> Produkte: CO2+ NADH+ Alpha Ketoglutarat

Question 9

Was passiert in der 4. Reaktion mit dem Alpha-Ketoglutarat im Citratcyclus?
-> Enzym?
-> Produkte?
-> Reaktionsgleichung?

Answer 9

Oxidative Decarboxylierung durch α-Ketoglutarat-DH

-> CO2+ NADH+ Succinyl-CoA

Question 10

Was passiert im 5. Schritt des Citratcyclus mit Succinyl-CoA?
-> Enzym?
-> Hauptprodukt?

Answer 10

Abspaltung von CoA-SH mit Phosphat
Erhalte Succinat
Succinyl-CoA

Question 11

Wofür dient die 5. Reaktion des Citratcyclus noch?
-> Wie geht das?
-> Reaktionsmechanismus?

Answer 11

• Generiert GTP
• Durch Übertragung der Phosphatgruppe von Succinyl-Phosphat

Question 12

Was ist die 6. Reaktion des Citratcyclus?
-> Enzym?
-> Produkte?
-> Reaktionsgleichung?

Answer 12

stereospezifische Dehydrierung von Succinat durch Succinat-Dehydrogenase

-> Erhalte FADH2 und Fumarat

Question 13

Was ist das besondere an der Succinat-DH?

Answer 13

Sie ist membrangebunden!

Question 14

Was passiert in der 7. Reaktion des Citratcyclus?
-> Enzym?
-> Produkt?
-> Reaktionsgleichung?

Answer 14

Hydratation der Doppelbindung von Fumarat durch Fumarase

-> Malat

Question 15

Was passiert in der 8. Reaktion des Citratcyclus?
-> Enzym?
-> Produkte?
-> Reaktionsgleichung?

Answer 15

Oxidation Hydroxylgruppe von Malat durch Malat-DH

-> NADH und Oxalacetat

Question 16

Male den kompletten Citratcyclus auf.

Answer 16

Question 17

Welche Funktion hat die Pyruvat-DH?
-> revsibel oder irerversibel?

Answer 17

Bringt Acetyl-CoA in Citratcyclus
Irreversible Decarboxylierung von Pyruvat

Question 18

Welche 3 Möglichkeiten zur Hemmung der Pyruvat-DH-Aktivität gibt es ?

Answer 18

• Produkthemmung durch NADH
• Produkthemmung durch Acetyl-CoA
• kovalente Modifizierung durch ATP

Question 19

Wie kann ATP die Pyruvat-DH kovalent modifieren?

Answer 19

ATP ist Substrat der Pyruvat-DH-Kinase
-> Inaktivierung durch Phosphorylierung

Question 20

Erklären Sie, warum jemand mit einem Mangel an Pyruvat- Dehydrogenase-Phosphatase keine körperliche Anstrengung verträgt.

Answer 20

• Bei hoher Energieladung Pyruvat-DH durch Phosphorylierung gehemmt
• Dephosphorylierung erfolgt durch Pyruvat-DH-Phosphatase
  ->Mangel an Pyruvat-DH-Phosphatase = inaktive Pyruvat-DH

->Energiebedarf bei körperlicher Anstrengung nicht gedeckt

Question 21

Welche Schritte des Citratcyclus sind geschwindigkeitsbestimmend?
-> Was haben sie alle gemeinsam?

Answer 21

1. Citrat-Synthase
2. Isocitrat-Dehydrogenase
3. α-Ketoglutarat-Dehydrogenase

-> sind alle irreversibel

Question 22

Welche Allosterische Inhibitoren für die geschwindikeitsbestimmenden Reaktionen gibt es?

Answer 22

ATP

Question 23

Was hat eine allosterische aktivierende Wirkung auf die geschwindikeitsbestimmenden Reaktionen?

Answer 23

Ca2+ und ADP

Question 24

Malonat konkurriert mit Succinat bei der Reaktion der Succinat-Dehydrogenase. Erklären Sie, wieso durch eine Erhöhung der Konzentration von Oxalacetat die Hemmung durch Malonat überwunden werden kann.

Answer 24

• Kompetitive Hemmung kann durch Substrat (=Succinat) Zugabe überwunden werden
• Oxalacetat wird im Laufe des Citratcyclus zu Succinat umgesetzt
  -> Führt zur Erhöhung der Substratkonzentration

Question 25

Aus welchen 4 Zwischenprodukten des Citratcyclus lassen sich As bilden?

Answer 25

1. Oxalacetat 2. Alpha-Ketoglutarat 3. Succinyl-CoA 4. Fumurat

Question 26

Wo entsteht Succinyl-CoA neben den Citratcyclus noch ? -> Was kann damit abgesehen von AS noch gebildet werden?

Answer 26

* Bei Beta-Oxidation ungradzahliger FS * Bildung von Porphyrine

Question 27

Erklären Sie, warum durch Anhäufung mancher Zwischenprodukte des Citratcyclus eine metabolische Acidose entstehen kann.

Answer 27

* Zwischenprodukte des Citratcyclus sind Säuren * Quelle für Wasserstoffatome -> Abnahme des Blut pH-Wertes: Acidose

Question 28

Erklären Sie, warum obligate Anaerobier einige Enzyme des Citratcyclus enthalten.

Answer 28

Intermediate des Citratcyclus sind Vorstufen für Biosynthesen. Anaerobier müssen in der Lage sein diese zu Synthetisieren

Question 29

Warum haben obligate Anaerobier keinen vollständigen Citratcylus?

Answer 29

Citratcyclus wird nicht benötigt, da es im Anschluss nicht zur oxidativen Phosphorylierung kommt. Ein vollständiger Citratcyclus würde zu einer Bildung von Reduktionsäquivalenten führen, die nicht benötigt werden und reoxidiert werden müssen.

Question 30

Obwohl Tiere keine Glucose aus Acetyl-CoA bilden können, ist nach Fütterung einer Ratte mit 14C-markiertem Acetat ein Teil des Markers in aus Muskel extrahiertem Glykogen zu finden. Erklären Sie dies.

Answer 30

* 14C-markiertes Acetat fließt als Acetyl-CoA in den Citratcyclus -> Oxalacetat-Bildung * Gluconeogenese: Oxal wird zu Glucose > Glykogen