Tutorium 11 Biochemie WS2122 PDF

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Fragen von Feussner...

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Tutorium 11 1. Warum enthalten Triacylglyzeride ~ 6 x mehr Energie als Kohlenhydrate? Triglyceride speichern sehr viel Energie, da sie in reduzierter und wasserfreier Form vorliegen: Bei vollständiger Oxidation liefern Fettsäuren ca. 38 kJ/g, gegenüber ca. 17 kJ/g bei Kohlehydraten. Proteine und Kohlehydrate sind polarer und deshalb stark hydratisiert. 1 g Glykogen bindet ca. 2 g Wasser. 2. Was sind die physiologischen Funktionen von Fettsäuren? - Sie sind Bausteine von Phospho- und Glykolipiden und damit wichtige Bausteine von biologischen Membranen, - Proteine können kovalent durch Fettsäuren modifiziert werden und so in bestimmten Membranen verankert werden, - Sie sind Brennstoffmoleküle und werden in dieser Funktion als Triglyzeride gespeichert und - Fettsäurederivate dienen als Hormone und intrazelluläre Botenstoffe. 3. Wie werden Lipide aus der Nahrung in das Darmepithel aufgenommen? Lipide, die in der Nahrung enthalten sind, werden zunächst in Micellen aus Gallensalzen gelöst, damit sie über das Darmepithel absorbiert werden können. Anschließend werden sie von Pankreas Lipasen verdaut. Dann werden sie in Chylomikronen zu den Fettzellen transportiert. 4. Was ist die Funktion von Carnitin beim Fettsäureabbau? Carnitin ist ein Fettsäuretransporter. Es transportiert langkettige aktivierte Fettsäuren in die mitochondriale Matrix. 5. In welchen zellulären Kompartimenten findet die β-Oxidation von Fettsäuren bei Tieren statt? Im Mitochondrium und in den Peroxisomen. 6. Warum spricht man von β-Oxidation, und was ist die in jedem Zyklus abgespaltene Einheit? Nach jeder Runde wird der Fettsäurerest um eine C2 Einheit kürzer, dafür wird Acetyl-CoA gebildet. Die Oxidation findet am β-Kohlenstoffatom statt.

7. Welches sind die beiden eigentlichen Oxidationsreaktionen bei der βOxidation, durch welche Enzyme werden die Reaktionen katalysiert, und in welcher Form wird die in ihnen freiwerdende Energie gespeichert? AcylCoA-DH: Wie bei der Dehydrogenierung des Succinats ist hier FAD der Elektronenakzeptor. Die hier freiwerdenden Elektronen werden über eine Transportkette auf Ubichinon übertragen

Hydroxyacyl-CoA-DH: Hier wird NAD+ zu NADH reduziert.

8. In welchem enzymatischen Schritt unterscheiden sich die mitochondrialeund die peroxisomale β-Oxidation?

9. Wann dienen Ketonkörper als primäre Energiequelle, und warum wird unter diesen Bedingungen der normale Abbauweg über den Citratzyklus nicht eingeschlagen? Das bei der β-Oxidation gebildete Acetyl-CoA tritt nur in den Zitratzyklus ein, wenn Fett- und Kohlenhydratabbau zueinander in einem ausgewogenen Verhältnis stehen, weil Oxalacetat für das Einschleusen von Acetyl-CoA gebraucht wird. Bei Oxalacetatmangel kommt es zur Bildung von Ketonkörpern. 10. Welches zusätzliche Enzym benötigt man zum Abbau von MonoenFettsäuren? Zur Oxidation ungesättigter Fettsäuren sind eine Isomerase und eine Reduktase nötig: Palmitoleoyl-CoA und cis-∆3-Enoyl-CoA-Isomerase. 11. Welche zwei zusätzlichen Enzyme benötigt man zum Abbau von PolyenFettsäuren? Acyl-CoA-DH und 2,4.Dienoyl-CoA-Reduktase. 12. Nennen Sie drei Unterschiede zwischen Fettsäureabbau und –biosynthese.

13. Wie heißt das Schrittmacherenzym der Fettsäurebiosynthese? Acetyl-CoACarboxylase (ACCase).

14. Über welche Stoffwechselreaktion sind Fettsäureabbau und –biosynthese miteinander verbunden?

15. In welchem zellulären Kompartiment findet die Fettsäuresynthese in Säugern statt und in welchem Kompartiment bei Pflanzen? Säuger: Cytosol

Pflanzen: Plastiden

16. Mit welcher irreversiblen Reaktion beginnt die Fettsäuresynthese und von welchem Enzym wird sie katalysiert. Die Fettsäuresynthese beginnt mit der Carboxylierung von Acetyl-CoA zu MalonylCoA. Diese irreversible Reaktion wird von der Acetyl-CoACarboxylase (ACCase) katalysiert und ist die Schrittmacherreaktion in der Fettsäurebiosynthese.

17. Welcher Bestandteil des Acyl-Carrier-Proteins findet sich auch im Coenzym A? Acyl-Carrier-Protein (ACP) gebunden (Makro-CoA). Die Phosphatengruppe.

18. In welchem zellulären Kompartiment findet die Verlängerung von Fettsäuren und die Einführung von Doppelbindungen statt? Auf der cytosolischen Seite der ER-Membran. 19. Welche Fettsäuren sind essenziell für Säuger und wieso? Säugern fehlen die Δ12- und Δ15-Desaturasen. Daher müssen Linol- und Linolensäure mit der Nahrung aufgenommen werden (Gemüse). 20. Welche Rolle spielt Pyrophosphatase bei der Aktivierung von Fettsäuren? Vor der Oxidation werden Fettsäuren an Coenzym A gebunden. Diese Aktivierungsreaktion erfolgt durch die Acyl-CoA-Synthetase in zwei Schritten an der äußeren Mitochondrienmembran:

21. Was ist die biologische Funktion von Biotin und welche Reaktion katalysiert es im ersten Schritt der Fettsäurenbiosynthese? Biotin ist die prosthetische Gruppe von Carboxylasen. Reaktion: Carboxylierung von Acetyl-CoA zu Malonyl-CoA.

Überblick Fettsäureabbau und -Synthese:...