Biochemie und Pathobiochemie: Übungsfragen
Im Folgenden finden Sie einige Übungs- und Wiederholungsfragen. Wenn man davon viele nicht auf Anhieb beantworten kann, dann sollte man sich davon nicht beunruhigen lassen. Übung macht den Meister und zum Üben sind die Fragen da!
Fragen 1 - 10Bearbeiten
Welche zwei Stoffwechselwege bilden die zentrale Achse des Intermediärstoffwechsels?
- Glycolyse/Gluconeogenese
- Citratzyklus
Wie heißt das stickstoffhaltige Endprodukt des Aminosäuren-Stoffwechsels?
Wie heißt das stickstoffhaltige Endprodukt des Purin-Stoffwechsels?
Wie heißt der „Universalbrennstoff“ des Zitronensäurezyklus?
Mit welchem Intermediat des Citratzyklus und welcher Aminosäure beginnt die Biosynthese von Häm?
Welche Stoffe kann der Körper aus Cholesterin bilden? Nennen Sie zwei Beispiele!
- Hormone, z.B. Kortisol, Aldosteron, Testosteron, Östrogen, Progesteron
- Gallensäuren wie Taurocholat und Glycocholat
Wie heißt das Abbauprodukt des Häms, das bei Leberschädigung, Gallenstau oder Hämolyse zur typischen Gelbfärbung (Ikterus) von Haut und Skleren sowie zum typischen bierbraunen Urin führt?
Welche Aminosäure entsteht durch Transaminierung aus Pyruvat?
Welche wichtigen Substanzen entstammen dem Tyrosin-Stoffwechsel?
- Die Schilddrüsenhormone Triiodthyronin (T3) und L-Thyroxin (T4)
- Die Katecholamine Dopamin, Noradrenalin und Adrenalin
- Das Hautpigment Melanin
Wozu dient der Hexosemonophosphatweg (Pentosephosphat-Shunt)? Nennen Sie zwei wichtige Funktionen!
- Generierung von NADPH/H+
- Erzeugung von D-Ribose-5-phosphat für die Purin- und Pyrimidin-Biosynthese.
Fragen 11 - 20Bearbeiten
Welche zwei Botenstoffe können aus der Aminosäure Tryptophan gebildet werden?
Welche Funktion hat Glucuronsäure?
Welche Aminosäure entsteht durch Transaminierung aus Oxalacetat?
Wie wird Ethanol abgebaut?
Nennen Sie 3 biogene Amine, die durch PALP-abhängige Decarboxylierung aus einer proteinogenen Aminosäure oder aus einem Derivat einer proteinogenen Aminosäure gebildet werden!
Direkt aus proteinogenen Aminosäuren gehen hervor:
- γ-Aminobuttersäure (GABA) aus Glutamat
- Histamin aus Histidin
Aus Derivaten proteinogener Aminosäuren gehen hervor:
- Tyramin aus Tyrosin
- Dopamin aus L-Dopa
- Tryptamin aus L-Tryptophan
- Serotonin (5-Hydroxy-Tryptamin) aus 5-Hydroxy-Tryptophan
Wie heißt der wichtigste allosterische Regulator von Glycolyse und Glucogenese?
Nennen Sie zwei Stoffwechselwege, die durch Glucagon aktiviert werden!
- Gluconeogenese
- Glycogenolyse
Wofür benötigt der Körper Folsäure?
Synthese von DNA- und RNA-Bausteinen:
- Synthese von Purinen
- Synthese von Thymidylat
Welcher Stoffwechselschritt benötigt sowohl Folsäure als auch Cobalamin?
Nennen Sie zwei Stoffwechselwege die überwiegend im Mitochondrium lokalisiert sind!
- Zitratzyklus
- β-Oxidation der Fettsäuren
Fragen 21 - 30Bearbeiten
Wie heißt das Schrittmacherenzym der Cholesterinbiosynthese? Durch welche Medikamentengruppe kann es inhibiert werden?
- Das geschwindigkeitsbestimmende Enzym ist die HMG-CoA-Reduktase.
- Hemmstoffe heißen HMG-CoA-Reduktase-Hemmer / CSE-Hemmer / Statine.
In welchem Abbauweg entsteht Vanilinmandelsäure?
In welchem Abbauweg entsteht Hydroxyindolessigsäure?
In welchem Stoffwechselweg entsteht Kohlenmonoxid?
Aus welcher Fettsäure werden Prostaglandine und Leukotriene gebildet?
Wie heißt das biologisch aktive Vitamin D, das durch die zweimalige Hydroxylierung von Vitamin D3 in Leber und Niere entsteht?
Welches Vitamin spielt als Coenzym der Dehydrogenase-Komplexe und der Transketolase eine wichtige Rolle?
Welches Vitamin ist typischerweise an Carboxylierungsreaktionen beteiligt?
Pantothensäure (Vitamin B5) ist Bestandteil welches wichtigen Trägermoleküls?
Ordnen Sie die Enzyme der 1. Spalte den entsprechenden Stoffgruppen in der 2. Spalte zu!
Enzym | Stoffgruppe |
a) Cyclooxygenase | 1) Eikosanoide |
b) Phospholipase A2 | 2) Leukotriene |
c) Lipoxygenase | 3) Prostaglandine |
a-3, b-1, c-2
Die Phospholipase A2 spaltet Arachidonsäure von Membran-Phospholipiden ab und steht damit am Anfang der Eikosanoid-Synthese. Die Cyclooxygenase (COX) wird danach für die Bildung der Prostaglandine benötigt, Lipoxygenasen katalysieren die Synthese der Leukotriene.Fragen 31 - 40Bearbeiten
Wie heißen die drei verzweigtkettigen Aminosäuren?
Welches Molekül ist für den Transport von Fettsäuren ins Mitochondrium zuständig? Aus welcher Aminosäure wird es gebildet?
Welches Molekül, das insbesondere im Skelettmuskel als temporärer Energiespeicher benötigt wird, wird aus Arginin und Glycin gebildet?
Aspartat liefert Stickstoff unter Abspaltung von Fumarat in welche zwei Stoffwechselwege (Aspartatzyklus)?
- Purinbiosynthese (Bildung von IMP und von AMP aus IMP)
- Harnstoffzyklus
Ordnen Sie die Enzyme der 1. Spalte den spezifischen Hemmstoffen der 2. Spalte zu!
Enzym | Hemmstoff |
a) Cyclooxygenase (COX) | 1) Leflunomid |
b) Hydroxymethylglutaryl-CoA-Reduktase (HMG-CoA-Reduktase) | 2) Finasterid |
c) Dihydroorotat-Dehydrogenase | 3) Simvastatin |
d) Thymidylatkinase | 4) Acetylsalicylsäure (ASS) |
e) 5α-Reduktase | 5) 5-Fluoruracil (5-FU) |
Richtige Zuordnung:
a) Cyclooxygenase (Prostaglandinsynthese) - 4) Acetylsalicylsäure (ASS)
b) Hydroxymethylglutaryl-CoA-Reduktase (Cholesterinsynthese) - 3) Simvastatin
c) Dihydroorotat-Dehydrogenase (Pyrimidin-Synthese) - 1) Leflunomid
d) Thymidylatkinase (Thymidin-Synthese) - 5) 5-Fluoruracil (5-FU)
e) 5α-Reduktase (Dihydrotestosteron-Bildung) - 2) FinasteridOrdnen Sie die Enzyme der 1. Spalte den spezifischen Hemmstoffen der 2. Spalte zu!
Enzym | Hemmstoff |
a) Xanthin-Oxidase (XOD) | 1) Warfarin |
b) Aromatase | 2) Allopurinol |
c) Vitamin-K-Epoxid-Reduktase | 3) Parathion (E605) |
d) Monoamino-Oxidase A (MAO A) | 4) Methotrexat (MTX) |
e) Acetylcholinesterase | 5) Moclobemid |
f) Dihydrofolat-Reduktase (DHFR) | 6) Anastrozol |
Richtige Zuordnung:
a) Xanthinoxidase (Harnsäuresynthese) - 2) Allopurinol
b) Aromatase (Östrogen-Synthese) - 6) Anastrozol
c) Vitamin-K-Epoxid-Reduktase (γ-Carboxylierung der Gerinnungsfaktorvorstufen) - 1) Warfarin
d) Monoamino-Oxidase A (Katecholamin- und Serotonin-Abbau) - 5) Moclobemid
e) Acetylcholinesterase (Acetylcholin-Abbau) - 3) Parathion
f) Dihydrofolat-Reduktase (Folat-Stoffwechsel) - 4) Methotrexat (MTX)Ordnen Sie die Enzyme der 1. Spalte den spezifischen Hemmstoffen der 2. Spalte zu!
Enzym | Hemmstoff |
a) Catechol-O-Methyltransferase (COMT) | 1) Acarbose |
b) α-Glucosidase | 2) Blausäure |
c) DOPA-Decarboxylase | 3) Acetazolamid |
d) Cytochrom-c-Oxidase | 4) Entacapon |
e) Carboanhydrase (CA) | 5) Carbidopa, Benserazid |
Richtige Zuordnung:
a) Catechol-O-Methyltransferase (COMT) - 4) Entacapon
b) α-Glucosidase - 1) Acarbose
c) DOPA-Decarboxylase - 5) Carbidopa, Benserazid
d) Cytochrom-c-Oxidase - 2) Blausäure
e) Carboanhydrase (CA) - 3) AcetazolamidIn welchem Biomolekül findet sich Kobalt?
Welches eher ungewöhnliche Element findet sich in der Glutathion-Peroxidase?
Welche drei Möglichkeiten gibt es im Stoffwechsel, um Moleküle mit einer zusätzlichen Ein-Kohlenstoff-Gruppe auszustatten?
- Carboxylgruppen können durch Biotin-abhängige Carboxylierung angeheftet werden
- S-Adenosyl-methionin überträgt Methylgruppen
- Folsäure überträgt Formyl- und Methylgruppen
Fragen 41 - 50Bearbeiten
Durch die Kopplung an welche Stoffwechselwege wird der C1-Rest der Tetrahydrofolsäure regeneriert?
- Glycin- und Serin-Abbau
- Histidin-Abbau (FIGLU zu Glutamat)
- Formiat-Bindung
Wofür wird Thioredoxin benötigt?
Welche Faktoren bewirken eine Rechtsverschiebung der Sauerstoffbindungskurve des Hämoglobins? (4)
- Protonen (sinkender pH)
- Kohlendioxid
- Wärme
- 2,3-BPG
Wie lässt sich eine sigmoide Substrat-Bindungskurve am besten erklären?
In der Phase II der Biotransormation können Xenobiotika mit welchen Molekülen konjugiert werden? (4)
L-Aminosäuren gehen in die Biosynthese verschiedener Moleküle ein. Ordnen Sie den Aminosäuren der 1. Spalte die (am ehesten zutreffenden) Produkte der 2. Spalte zu!
Aminosäure | Produkt |
a) Glycin | 1) Carnitin |
b) Lysin | 2) Taurin, Coenzym A, Glutathion |
c) Serin | 3) Häm |
d) Arginin und Glycin | 4) Sphingolipide |
e) Cystein | 5) Kreatin |
Richtige Zuordnung:
a) Glycin - 3) Häm
b) Lysin - 1) Carnitin
c) Serin - 4) Sphingolipide
d) Arginin und Glycin - 5) Kreatin
e) Cystein - 2) Taurin, Coenzym A, GlutathionWie kommen Reduktionsäquivalente (NADH/H+) vom Zytosol ins Mitochondrium? (2)
Welches FAD-haltige Enzym des Krebs-Zyklus ist ein Bestandteil der mitochondrialen Atmungskette?
Aus welcher Aminosäure wird von der NO-Synthase Stickoxid (NO, EDRF) freigesetzt?
Was haben cAMP, cGMP, Diacylglycerin (DAG), Inositoltrisphosphat (IP3) und Kalzium gemeinsam ?
Es handelt sich um intrazelluläre Botenstoffe.
- cAMP wird von der Adenylatcyclase gebildet.
- cGMP wird von der Guanylatcyclase gebildet.
- DAG und IP3 werden von der Phospholipase C aus Phosphatidylinositolbisphosphat (PIP2) freigesetzt.
- Kalzium wird aus dem endoplasmatischen Retikulum freigesetzt (Skelettmuskel) oder strömt durch Ionenkanäle aus dem Extrazellularraum ein (Herzmuskel).
Fragen 51 - 60Bearbeiten
Bringen Sie die folgenden Stoffe/Metabolite in die richtige Reihenfolge!: Dopamin, Adrenalin, Phenylalanin, L-DOPA, Tyrosin, Noradrenalin.
Im 1. Teil der Glycolyse entstehen aus Glucose die Konstitutionsisomere Glycerinaldehyd-3-phosphat (GADP) und Dihydroxyacetonphosphat (DHAP). Welches dieser Moleküle kann direkt und welches erst nach Isomerisierung im 2. Teil der Glycolyse weiter abgebaut werden?
Welche essentielle Substanz wird für die Biosynthese von Coenzym A und die Bildung der zentralen Sulfhydrylgruppe der Fettsäuresynthase benötigt?
Ordnen Sie die Proteine der 1. Spalte den Funktionen der 2. Spalte zu?
Protein | Funktion |
a) Ferritin | 1) Eisentransport |
b) Transferrin | 2) Eisensensor |
c) Zytosolische Isoform der mitochondrialen Aconitase | 3) Eisenaufnahme |
d) Transferrinrezeptor | 4) Eisenspeicher |
a) Ferritin - 4) Eisenspeicher
b) Transferrin - 1) Eisentransport
c) Zytosolische Isoform der mitochondrialen Aconitase (= Eisensensorisches Protein, Iron Regulatory Protein 1, IRP1) - 2) Eisensensor
d) Transferrinrezeptor - 3) EisenaufnahmeWird wird Acetyl-CoA für die Fettsäurenbiosynthese von der mitochondrialen Matrix ins Zytosol transportiert?
Welche Funktion erfüllen Desaturasen?
Wieviel ATP liefert die vollständige Oxidation eines Glucose-Moleküls nach vorherrschender Lehrmeinung?
Welches Molekül ist an der Oxidation aromatischer Ringe beteiligt und woraus wird es gebildet?
Welches Spurenelement ist für die Biosynthese von Trijothyronin und L-Thyroxin essentiell?
Welche 3 Aminosäuren werden für die Bildung des Tripeptids Glutathion benötigt?
Fragen 61 - 70Bearbeiten
Bringen Sie die folgenden Proteine in die richtige Reihenfolge (Elektronenfluss, Benennung)!: Succinat-Dehydrogenase, Cytochrom-c-Oxidase, NADH-Dehydrogenase, ATP-Synthase, Cytochrom c, Cytochrom-c-Reduktase.
- NADH-Dehydrogenase (Komplex I)
- Succinat-Dehydrogenase (Komplex II)
- Cytochrom-c-Reduktase (Komplex III)
- Cytochrom c
- Cytochrom-c-Oxidase (Komplex IV)
- ATP-Synthase (Komplex V)
Die Umwandlung eines Alkohols zum Aldehyd und dann zur Carbonsäure entspricht chemischer einer ... ?
Wo findet man folgende Reaktionssequenz? (1):
- Oxidation (Dehydrierung)
- Addition von Wasser
- Oxidation (Dehydrierung)
- Thiolytische Spaltung
- β-Oxidation der Fettsäuren
- Isoleucin-Abbau
Variationen/Teilaspekte des Themas findet man z.B. in folgenden Wegen:
- Citratzyklus (ohne 4.)
- Lysin-Abbau (zusätzliche Decarboxylierung bei 1.)
- Valin-Abbau (zusätzlich Abspaltung von CoA-SH zwischen 2. und 3. und statt 4. erfolgt eine dehydrierende Decarboxylierung)
Die Folat-abhängige Methylierung von 2'-Deoxyuridin-5'-monophosphat (dUMP) liefert ... ?
Welche Aufgabe erfüllt die DOPA-Decarboxylase?
Welche Aufgabe erfüllt die Monoamino-Oxidase (MAO)?
Welche Aufgabe erfüllt die Catechol-O-Methyltransferase (COMT)?
Welche Aufgabe erfüllt das Malat-Enzym bei der Biosynthese von Fettsäuren?
UDP-Glucose wird für die Biosynthese von Glycogen, Glucuronsäure und Lactose benötigt. Die Bildung von UDP-Glucose erfolgt aus UTP und ... ?
Beim Katabolismus dominieren meist oxidative, beim Anabolismus reduktive Prozesse. In beiden Fällen spielen bei den Redoxreaktionen Elektronen-Carrier eine große Rolle. Welche Elektronen-Carrier sind üblicherweise an Abbaureaktionen (2) und Biosynthesen (1) beteiligt? Welche weiteren Redox-Systeme erfüllen im Körper wichtige Aufgaben? (3)
Abbau:
- NAD+ - NADH/H+
- FAD - FADH2
Aufbau:
- NADP+ - NADPH/H+
Sonstige:
- Glutathion (GSH)
- Ascorbinsäure (C) und Tocopherol (E)
- Ubichinon (Q)
- Tetrahydrobiopterin (BH4)
Fragen 71 - 80Bearbeiten
Über N- und O-glycosidische Bindungen werden Peptide/Proteine mit Glycanen verbunden. Welche Aminosäuren stellen üblicherweise die Verbindungsstellen? (1 + 2)
- N-glycosidische Bindungen: Asparagin
- O-glyosidische Bindungen: Serin und Threonin
Welche Stoffe können aus dem Terpenoid Farnesylpyrophosphat gebildet werden? (3)
- Cholesterin
- Dolicholphosphat
- Ubichinon (Coenzym Q)
Von welchem Molekül leiten sich D-Xylose und L-Iduronat ab?
Welches ist die wichtigste Reaktion, mit der im Körper freies Ammoniak gebunden wird?
α-Ketoglutarat + NH3 ⇔ Glutamat
Katalysiert wird die Reaktion von der Glutamatdehydrogenase (GLDH)Welches ist das zentrale Vitamin des Aminosäurenstoffwechsels?
Welche Aminosäuren entstehen durch nur eine Reaktion aus Intermediaten der Glycolyse bzw. des Citratzyklus?
- L-Alanin aus Pyruvat (mittels ALAT bzw. GPT, Cofaktor PALP)
- L-Aspartat aus Oxalacetat (mittels ASAT bzw. GOT, Cofaktor PALP)
- L-Glutamat aus α-Ketoglutarat (mittels GLDH)
Welche zwei nicht-essentielle Aminosäuren werde aus essentiellen Aminosäuren gebildet?
- Cystein im Methion-Abbauweg
- Tyrosin aus Phenylalanin
Welche zwei Stoffwechselwege beginnen mit der Biosynthese von Carbamoylphosphat?
- Pyridmidin-Biosynthese (Bildung von UMP)
- Harnstoffzyklus
Nennen Sie wenigstens zwei Möglichkeiten, wie die Heteropolysaccharidkette der Glycosaminoglycane nach ihrer Bildung weiter modifiziert werden kann ?
- Sulfatierung
- Epimerisierung von D-Glucuronat zu L-Iduronat
- Deacetylierung von N-Acetyl-D-Glucosamin (GlcNAc) zu D-Glucosamin (GlcN)
Welches Enzym nutzt Molybdopterin als Cofaktor?
Fragen 81 - 90Bearbeiten
Bringen Sie folgende Intermediate in die richtige Reihenfolge zur Biosynthese von Glycogen, Glucuronsäure oder Galactose:
- Glucose-6-phosphat
- UDP-Glucose
- Glucose-1-phosphat
- Glucose
Wofür wird PRPP (α-D-5-Phosphoribosyl-1-pyrophosphat) benötigt? (3)
- Biosynthese und Recycling von Purinen
- Biosynthese von Pyrimidinen
- Biosynthese von NAD(P)+
Woher stammen die zwei Stickstoff-Atome im Harnstoff, der im Harnstoffzyklus gebildet wird?
- Carbamoylphosphat - Carbamoylphosphat wird im Mitochondrium ATP-abhängig gebildet und auf Ornithin übertragen, dabei entsteht Citrullin.
- Aspartat - Aspartatzylus: Citrullin wird unter ATP-Verbrauch mit Aspartat zu L-Argininosuccinat verbunden, das danach in Arginin und Fumarat gespalten wird.
Wieviele energiereiche Phosphorsäureanhydrid-Bindungen kostet die Bildung eines Harnstoffmoleküls im Harnstoffzyklus (ohne Berücksichtigung anhängender Reaktionen)?
Die Biosynthese von Fettsäuren am Multienzymkomplex unterscheidet sich in mehreren Punkten von der gegenläufigen β-Oxidation. Nennen Sie 3 Beispiele!
Fettsäuren-Biosynthese:
- Findet im Zytosol statt
- Verwendet Malonyl-CoA (Decarboxylierung)
- Nutzt NADPH/H+
β-Oxidation:
- Findet im Mitochondrium (Peroxisom) statt
- Liefert Acetyl-CoA
- Nutzt NAD+ bzw. FAD
Was bedeutet Substratkettenphosphorylierung? Unter welchen Umständen ist dies besonders bedeutsam?
Der Energieträger ATP (GTP) wird nicht in der Atmungskette (an der ATP-Synthase) regeneriert, sondern bei anderen Reaktionen des Intermediärstoffwechsels. Beispiele:
- Glycolyse:
- 1,3-Bisphosphoglycerat + ADP = 3-Phosphoglycerat + ATP (Phosphoglycerat-Kinase)
- Phosphoenolpyruvat + ADP = Pyruvat + ATP (Pyruvat-Kinase)
- Citratzyklus:
- Succinyl-CoA + GDP + Pi = Succinat + CoA-SH + GTP (Succinyl-CoA-Synthetase)
Wie wird Stickstoff am ehesten vom Skelettmuskel zur Leber transportiert?
Was versteht man unter dem Cori-Zyklus?
Wieviel NADPH/H+ liefert die vollständige Decarboxylierung eines Glucosemoleküls im HMP-Weg?
Da jede Decarboxylierung im oxidativen Teil des HMP-Weges mit der Bildung von 2 NADPH/H+ einhergeht, liefert der Abbau einer Hexose 12 NADPH/H+.
Zum Vergleich: Die Biosynthese eines Cholesterin-Moleküls aus 18 Acetyl-CoA kostet 25 Reduktionsäquivalente und 18 ATP.Wie heißen die vier aromatischen proteinogenen Aminosäuren?
Fragen 91 - 100Bearbeiten
Welche 4 typischen Symptome/Krankheitsbilder können bei Störungen der Glycolyse / Gluconeogenese beobachtet werden?
Beeinträchtigung der Glycolyse:
- Hämolytische Anämie
- Myopathie
- Neurologische Störungen
Beeinträchtigung der Gluconeogenese:
- Hypoglycämie
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