Zusammenfassung Biochemie I - Lernmaterial für die 1. Klausur PDF

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Lernmaterial für die 1. Klausur...

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Biochemie Seminarteil Klausur 01

Beta adrenerge Wirkung von Katecholamin → Über Zellmembranrezeptoren → Vermittelt Durch Aktivierung heterotrimerer G-Proteine → Vermittlung über Erhöhung der cAMP-Konzentration in Zielzelle → Inaktivierung einer Phosphodiesterase (bauen cAMP ab) steigert Wirkung → Vermitttelt durch Heraufsetzung der Aktivität der Adenylatzyklase

Heterotrimere G-Proteine → Als GDP inaktiv → Bindung von GTP führt zur Dissoziation der Untereinheiten → Gs-Proteine stimulieren Adenyllatzyklase → Transducin aktiviert cGMP-Phosphodiesterase

Aminosäuren → Vorstufe von Purinbasen, Pyrimidinbasen, Porphyrin und Stickstoffmonoxid → In der Regel L-alpha-konfiguriert

Phosphorylierung → Fructose 6 phosphat 2 kinase am Serylrest wird aktiviert → Phosphorylase Kinase ATP abhängig

Dephosphorylierung → Glucokinase wird aktiviert → Pyruvatkinase wird aktiviert → Glykogensyntase wird aktiviert → Pyruvatdecarboxylase des PDH Komplexes wird aktiviert

Insulin → Steigert Aufnahme von Glukose in Myozyten → Induziert Enzme der Glykolyse in Hepatozyten → Es senkt die cAMP Konzentration in Hepatozyten → Stimuliert Fettsynthese in Adipozyten → Bei Hyperglykämie gesteigert → Gastroinhibitorisches Peptid (GIP) löst Steigerung der Sekretion aus → Öffnung spannungsgesteuerter Kalziumkanäle steigert Sekretion

Laktose / Maltose → Ausschließlich Aldohexosen → Reduzierende Disaccharide → Nicht in Leber synthetisiert → Im Dünndarm durch Disaccharidasen gespalten → Selbe Molmasse (342) → Maltose = 2x Glucose → Lactose = Glactose + Glucose

Atmungskette → Cytochromoxidase gehemmt durch N3-, CN-, H2S- und CO

Substratstufenphosphorylierung → Mit 1,3 Biphosphoglycerat

Glut 4 → Integrales Membranprotein → Katalysiert konzentrationsabhängigen Uniport von Glucose → In Zellmembranen und intazellularen Membranvesikeln → Für Aufnahme in Skelettmuskulatur und Fettgewebe → Insulinabhängig → Nicht für Aufnahme in B-Zellen des endokrinen Pankreas (dort GLUT 2)

Erythrozyten → Enthalten wichtigsten nicht Bikarbonatpuffer → 15-16 Wochen → 5-6 Millionen pro μl → Retikulozyten enthalten RNA → Glucose für Bildung des 2,3 Biphosphoglycerats in Glykolyse → 2,3 Biphosphoglycerat bindet an Hämoglobin und erleichtert Sauerstoffabgabe ins Gewebe → Oxidativer Schenkel des Pentosephosphatwegs für Bereitstellung von NADPH als Substrat für Glutathionreduktase

Brennwerte → Glucose = 17 KJ / g oder 4 Kcal / g → Ethanol = 30 KJ / g oder 7 Kcal / g → Proteine = 17 KJ / g oder 4 Kcal / g → Fette = 39 KJ / g oder 9 Kcal / g

Glutathion → Transmembraner Transport von Aminosäuren mit Hilfe von Gamma Glutamyl Transpeptidase → Auch in Erythrozyten gebildet → Enthält Glutamin, Cystein und Glycin → Kann als Reduktionsmittel 2 Elektronen als 2 H an oxidierte Stoffe abgeben → Regeneration von GSH aus oxidiertem GSSH erfolgt über Selen-haltiges Enzym

Enzyme → Oxidoreduktasen: Elektronenübertragung → Transferasen: Übertragen von funktionellen Gruppen / Kinase immer Phosphat → Hydrolasen: Hydrolyse oder Kondensation → Lyasen: Eliminierung oder Additionsreaktionen → Isomerasen: Umstrukturierung → Ligasen: Energiereiche kovalente Bindung → Cyclooxygenase: Prostaglandin-Biosynthese → Enoyl-CoA-Reduktase oxidiert NADH + H+ → Homocystein zu Methionin durch Methylcobalamin abhängiges Enzym → Pepsin: Protease, die Peptidbindungen spaltet mit Aromaten dran → Carboxypeptidase: Exopeptidase

Hyperchrome makrozytäre Anämie → perniziöse Anämie

Zinkionen → Komplex mit Insulin in B-Zellen im endokrinen Pankreas → Bestandteil der Carbonanhydrase → Stabilisieren Tertiärsturktur von Proteinen → An Bindung von Transkriptionsfaktoren an DNA beteiligt

Citrat → Allosterischer Aktivator der Acetyl-CoA-Carboxylase → Allosterische Regulation der Aktivität von Phosphofructokinase → Kann aus Glutamin gebildet werden, aber nicht direkt → Transportform der Essigsäure in Mitochondrien → Wird durch Kondensation von Oxalacetat und Acetyl-CoA gebildet

Gluconeogenese aus Lactat → Oxalacetat kein Endprodukt sondern Zwischenprodukt → Für Synthese von einem Mol ATP braucht sie mehr ATP als bei anaerobem Abbau davon entsteht → Enzyme der Gluconeogenese in drei subzellulären Kompartimenten → Schrittmacherenzyme der Gluconeogenese durch Cortisol und Glukagon induziert → Cortisol erhöht also wie Glukagon den Blutzuckerspiegel → Glukagon stimuliert diese in Hepatozyten

Entkopplung der oxidativen Phosphorylierung → erhöht Sauerstoffumsatz der Atmungskette → P/Q Quotient ist erniedrigt → Aktivität der Cytochromoxidase erhöht → Wasserstofftransport auf Atmungskette sehr hoch → Elektronentransport auf der Atmungskette sehr hoch

Alpha und Beta Glucose → Diasteromere → Unterschiedlicher Energiegehalt → Verschiedene Löslichkeit in Wasser → Sesselkonformation stabiler

Pyridolxalphosphat → Histamin aus Histidin → Glukose 1 Phosphat aus Glykogen → 2-Ketoglutarat zu Glutamat über Transaminierung → Synthese des delta Aminolävulinats

Kohlenhydrate → Polyhydroxyaldehyde → Polyhydroxyketone → Aldehyde und Ketone mehrwertiger Alkohole → Produkte der Amylosespaltung durch alpha-Amylase sind Glucosehexasaccharide → Saccharose wird durhc Disaccharidase im Dünndarm in Glucose und Fructose gespalten → Intestinale Glucoseresorption ist insulinunabhängig

Verschiedene Zucker → Inulin = Homoglykan (Polymer aus Einfachzucker) → Trehalose = Zweifachzucker → Hyaluronsäure = Glykosaminoglykan (Polymer aus Zweifachzucker) → Glykogen, Inulin, Stärke, Homoglykan sind alles Polymere Kohlenhydrate

Fructosestoffwechsel → Glycerinaldehyd ist Zwischenprodukt bei Umwandlung von Fructose 1 phosphat zin Glucose → Fructose wird in der Leber metabolisiert → Fructokinase der Leber phosphoryliert Fructose zu Fructose 1 Phosphat → In Samenblase ist Sorbitol ein Zwischenprodukt des Polyolwewgs in der Umwandlung von Glucose in Fructose

Coenzyme → Tiere lieben Cola und fantastische Nahrung für Pyruvatdehydrogenase Komplex → Pyridoxalphosphat für Histamin aus Histidin, Gluckose 1 Phosphat aus Glykogen, 2-Ketoglutarat → zu Glutamat über Transamierung und Synthese des delta Aminolävulinats → Ubichinon nimmt Reduktionsäquivalente aus Atmungskette direkt auf

Vitamine → Panthotensäure für Bildung von Coenzym A → Biotin (B7 oder H) für Carboxylierung von 2 Ketopropionat zu Oxalacetat → Biotin (B7 oder H) für Carboxylierung von Propionyl zu Mathyl-Malonyl-CoA

Glykogenstoffwechsel im Muskel → Phosphorylase Kinase wird durch cAMP abhängige Phosphorylierung aktiviert → AMP ist allosterischer Aktivator der Phosphorylase A → Aktivität der Glykogensynthase wird durch cAMP abhängige phophorylierung erniedrigt → Phosphorylase a der Leber wird durch Glucose allosterisch inaktiviert

Fließgleichgewicht: → Konzentration der Intermediate (= Zwischenprodukte) sind konstant

Laktase Mangel → Blähungen, Übelkeit, Darmkrämpfe, wässriger Stuhl

Fructoseintoleranz → Phosphofructalaldolase in Leber gestört → Hypoglykämie nach Obstverzehr → Hepatomegalie (vergrößerung der Leber)

Citratzyklus → Succinyl-CoA aus dem Citratzyklus kann als Substrat für Hämbiosynthese verwendet werden

Primärer aktiver Transport → Protonen aus den Belegzellen des Magens ins Magenlumen

Pyruvat → Kann direkt zu Laktat, Ocalacetat, Alanin und Acetyl-Coa umgewandelt werden → Indirekt auch zu Acetoacetat → Malat kann direkt in Pyruvat umgewandelt werden aber nicht andersrum

Myoglobin → Höhere Affinität zu O2 als Hämoglobin → Hat die gleiche Nichtprotein komponente wie Hämoglobin (Häm) → Tertiärstruktur ähnlich → Keine kooperative Sauerstoffbindung

Biochemie Praktikumsteil Klausur 01

Schwache Säure → Wässrige Lösung mit Salz was zu starker Base gehört (zB Natrium) hat pH > 7 → Je größer Dissoziationskonstante desto mehr dissoziert, also haben schwache Säuren kleine Werte dort → → Es gilt c (H+) = c (A-), c(AH) ist im Gleichgewicht näherungsweise = Anfangskonzentration und daher

c (H+) =

→ ACHTUNG: TEXT BEZIEHT SICH AUF AUFGABE 46 IN WS 07/08 UND WIDERLEGT MEHRERE ANTWORTEN DORT: C UND D SIND FALSCH - BEI AUFGABE 14 IN WS 05/06 KOMMT JEDOCH MIT DIESER METHODE DIE RICHTIGE LÖSUNG RAUS– BITTE UM BESTÄTIGUNG!!!!

pH-Wert Berechnung von starken Säuren bei Verdünnung → pH = -log [H+] → [H+] = Stoffmenge pro Volumen → Stoffmenge = Volumen * Konzentration Säure → Volumen = Volumen Säure + Volumen Wasser

Proteine → Können durch Hitze und Säuren denaturieren → Denaturierung führt zu Aufbrechen nicht-kovalenter intra- und intermolekularer Wechselwirkungen → Trichloressigsäure deaktiviert Proteine → Denaturierung verändert die Sekundärstruktur von Proteinen

Lambert-Beersche-Gesetz → Extinktion einer Lösung ist zur Schichtdicke und Konzentration der gelösten Substanz proportional

Isoelektrischer Punkt → Entspricht bei Monoaminocarbonsäuren dem Mittelwert der pK-Werte von Amino und Carboxylgruppe → Ist der pH-Wert bei dem die Pufferkapazität von Monoaminocarbonsäuren am geringsten ist → Entspricht bei basischen Monoaminocarbonsäuren dem Mittelwert der pK-Werte der Aminogruppen → Ist durch Auswertung einer Titrationskurve bestimmbar (Mitte zwischen pks Werten) → Nettoladung der Aminosäure ungefähr bei 0

Normwerte für Blutserum → Natrium = 135 – 145 mmol / L → Magnesium = 0,8 – 1,3 mmol / L → Kalium = 3,5 – 5 mmol / L → Calcium = 2,1 – 2,6 mmol / L → Chlorid = 95 – 110 mmol / L → Verhältnis von HCO3- zu CO2 (bzw H2CO3) = 20 : 1 im arteriellen Blut

Starke Säure zu Puffer geben → Puffer liegt in Form vor ohne Metallanteil (z.B. bei K2HPO4 als HPO4 2-) → Gesuchter pks Wert ist der, der der Anzahl der Metallteilchen entspricht (z.B bei K 1 der erste, bei K2 der zweite) → Handerson-Hasselbachsche Gleichung:

→ [HA] = Stoffmenge an zugegebener Säure, da diese Proton an Puffer abgibt → [A-] = Stoffmenge an zu Beginn vorhandenem Puffer abzüglich des zugegebenen Säure

Ideales Gasgesetz → p * V = n * RT → Daraus abgeleitet: Partialdruck ist proportional zur Konzentration

Osmolarität berechnen → Osmolaritäten addieren sich → Osmolarität = Stoffmengenkonzentration * Teilchenzahl → Physiologische NaCl Lösung: 9 g / L und 2 Teilchen → Stoffmenge = Masse / molare Masse

Strahlungen → Alpha → Beta Plus

→ Beta Minus → Gamma

Heliumteilchen Aus überschüssiger Kernenergie wird ein Positron und ein Elektron Positron wird abgestrahlt → Vernichtungsenergie, Gammaquantenzwilling Elektron wird mit Proton zu Neutron Neutron zerfällt zu Proton und Eletkron Bei Neutronenüberschuss Elektromagnetische Wellenstrahlung

Wasser → Bindung zwischen Sauerstoffatom und Wasserstoffatom ist homöopolar (nach Zeek) → Wassermolekül ist gewinkelt → Kann Proton anlagern → Siedepunkt ist aufgrund der Assoziation von Wassermolekülen sehr hoch → Bei Zimmertemperatur sind mehrere Wassermoleküle über Wasserstoffbrücken assoziiert

Michaelis Menten Konstante → Ist ein Maß für die Affinität eines Enzyms zu einem Substrat → Hat die Dimension einer Konzentration also Molmasse (Stoffmenge) pro Volumen

Einheiten → Energiedosis → Äquivalentdosis → Bindungsenergie → Aktivität → Aktivität (veraltet) → Ordnungszahl

Gray Gy J / kg Sievert Sv J / kg * Bewertungsfaktor q Elektronenvolt Ev J Becquerel Bq Zerfall / s Curie Ci Zerfall / s Liter pro Mol und Zentimeter L * mol-1 * cm-1

Zerfallsgesetz → Pro Zeiteinheit verschwindet immer der gleiche Bruchteil einer Substanz → z.B. Jahr 0 = 100% Jahr 1 = 50% Jahr 2 = 25% Jahr 3 = 12,5% der Ausgansmasse → Aktivität nimmt auf gleiche Weise ab

Enzymkatalysierte Reaktion → Die Maximalgeschwindigkeit ist bei gleicher Zusammensetzung der Ansätze nur abhängig von der Enzymmenge → Das Substrat und kompetitiver Hemmstoff binden an das aktive Zentrum → Die Michaelis-Menten-Konstante ist unabhängig von der Substratkonzentration im Ansatz → Coenzyme für Wasserstoffübertragende Proteine leiten sich in der Regel von wasserlöslichen Vitaminen ab

Michaelis Menten Kinetik → Geschwindigkeitsbestimmender Schritt einer enzymkatalysierten Reaktion ist die Bildung und Freisetzung des Produktes aus dem Enzym-Substrat-Komplex → Maximalgeschwindigkeit hängt bei definierten Bedingungen nur von der Enzymenge ab → Michaelis-Menten-Konstante entspricht der Substratmenge bei der die halbmaximale Reaktionsgeschwindigkeit erreicht wird → Kompetitive Inhibitoren erhöhen scheinbar den KM-Wert; Vmax bleibt gleich → Nicht kompetitive Inhibitoren erniedrigen Vmax, KM-Wert bleibt gleich → Unkompetitive Inhibitoren erniedrigen scheinbar Vmax und den KM-Wert

Ordnungszahl → Einheit: Liter / mol * cm → Gibt Kernladungszahl an

Photometrische Messung → Durch Herstellung monochromatischen Lichts einer geeigneten Wellenlänge kann die Extinkition einer Substanz in einem Gemisch spezifisch erfasst werden → Die zu bestimmende Substanz sollte bei der gewählten Wellenlänge ein Absorptionsoptimum Haben → Alle anderen Substanzen Absorptionsminima → Die Extinktion steht in einer logarithmischen Verbindung zur Durchlässigkeit → Polychromatisches Licht ist wenig hilfreich

NAD+ / NADH + H → Wasserstoff wird als H- (Hydridion) addiert → Wasserstoff wird an das Nikotinsäureamid addiert → Absorptionsmaximum nur bei 260 / NADH zusätzlich an 340

Gute Verfahren um Proteine zu trennen → Ausschlusschromatographie → Ionenaustauschchromatographie → SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese (SDS-PAGE) → Isoelektrische Fokussierung

→ Größe → Ladung → Über Molekulargewicht → Über Isoelektrischen Punkt

Bestimmung von Proteinmengen → Oligopeptide und Proteine mit unveränderter Primärstruktur können durch Biuret-Reagenz nachgewiesen werden, wenn der pH-Wert im alkalischen Bereich ist → Die Komplexbildung von Proteinen und Kupfer II Ionen führt zu einer Farbänderung, deren Ausmaß direkt proportional zur Proteinmenge ist → Die Komplexbildung findet nicht an den Seitenketten statt → Bei 546 nm ist die Extinktion des Farbstoffes am größten (dort wird gemessen)

Henderson-Hasselbach-Gleichung → Für Puffersysteme → Gibt pH-Änderung bei Änderung des Konzentrationsverhältnisses der Pufferkomponenten an

Enzymaktivität → Abhängig von Ionenstärke, pH-Wert, Temperatur und der Ionenqualität

LDH → Wenn Aktivität von Isoenzym V im Serum erhöht, dann Schädigung der Leber

Bikarbonat Puffer des Blutes →

→ pH normalerweise = 7,4 → pKs normalerweise = 6,1 → [HA] meint H2CO3 oder gelöstes CO2 → [A-] meint HCO3- oder Hydrogencarbonat

pH-Wert Berechnung von schwachen Säuren bei Verdünnung → → [HA] = Stoffmenge pro Volumen → Stoffmenge = Volumen * Konzentration Säure → Volumen = Volumen Säure + Volumen Wasser

Denaturierung von Proteinen → Durch Hitze, Seifen, Säuren und Laugen → Denaturierte Proteine können durch Zentrifugation gut von löslichen Aminosäuren getrennt werden → Trichloressigsäure inaktiviert Enzyme → Besonders die Sekundärstruktur ist stark betroffen → Führt unter anderem zum Aufbrechen nicht-kovalenter intra und intermolekularer Wechselwirkungen

Strahlung → Exponentiell abgeschwächt → Pro gleiche Strecke fällt gleicher Bruchteil weg → z.B. 0 cm = 100% 1 cm = 50% 2cm = 25% der Ausgangsstrahlung

Regulation der Aktivität von intrazellulären Proteinen → Phosphorylierung von Serinresten → Allosterische Regulation → Enzyminduktion → Produkthemmung

NaCl → Dissoziiert in verdünnter wässriger Lösung vollständig → Ungelöstes NaCl existiert im Organismus praktisch nicht → H2O + NaCl Na + + Cl- + H3O+ + OH-...