Biochemie und Pathobiochemie: Übungsfragen

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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 - 10

Welche zwei Stoffwechselwege bilden die zentrale Achse des Intermediärstoffwechsels?

Lösung

• Glycolyse/Gluconeogenese
• Citratzyklus

 

Wie heißt das stickstoffhaltige Endprodukt des Aminosäuren-Stoffwechsels?

Lösung

Harnstoff

 

Wie heißt das stickstoffhaltige Endprodukt des Purin-Stoffwechsels?

Lösung

Harnsäure

 

Wie heißt der „Universalbrennstoff“ des Zitronensäurezyklus?

Lösung

Acetyl-CoA (aktivierte Essigsäure)

 

Mit welchem Intermediat des Citratzyklus und welcher Aminosäure beginnt die Biosynthese von Häm?

Lösung

Succinyl-CoA und Glycin

 

Welche Stoffe kann der Körper aus Cholesterin bilden? Nennen Sie zwei Beispiele!

Lösung

• Hormone, z.B. Kortisol, Aldosteron, Testosteron, Östrogen, Progesteron
• Gallensäuren wie Taurocholat und Glycocholat

(Hinweis: Vitamin D-Hormon wird aus dem Cholesterinvorläufer 7-Dehydrocholesterol (Provitamin D3) gebildet.)

 

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?

Lösung

Bilirubin

 

Welche Aminosäure entsteht durch Transaminierung aus Pyruvat?

Lösung

Alanin. Das verantwortliche Enzym ist die Alanin-Transaminase (ALT, ALAT, GPT).

 

Welche wichtigen Substanzen entstammen dem Tyrosin-Stoffwechsel?

Lösung

• 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!

Lösung

• Generierung von NADPH/H⁺
• Erzeugung von D-Ribose-5-phosphat für die Purin- und Pyrimidin-Biosynthese.

 

Fragen 11 - 20

Welche zwei Botenstoffe können aus der Aminosäure Tryptophan gebildet werden?

Lösung

Serotonin und Melatonin

 

Welche Funktion hat Glucuronsäure?

Lösung

Erhöhung der Wasserlöslichkeit von körpereigenen oder körperfremden Stoffen, die ausgeschieden werden sollen. Diese Konjugationsvorgänge (Biotransformation Phase II) finden vor allem in der Leber statt.

 

Welche Aminosäure entsteht durch Transaminierung aus Oxalacetat?

Lösung

Aspartat. Das verantwortliche Enzym ist die Aspartat-Transaminase (AST, ASAT, GOT).

 

Wie wird Ethanol abgebaut?

Lösung

Ethanol -> Acetaldehyd -> Acetat -> Acetyl-CoA -> Einschleusung z.B. in Citratzyklus oder Fettsäurenbiosynthese

 

Nennen Sie 3 biogene Amine, die durch PALP-abhängige Decarboxylierung aus einer proteinogenen Aminosäure oder aus einem Derivat einer proteinogenen Aminosäure gebildet werden!

Lösung

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?

Lösung

Fructose-2,6-bisphosphat. Das Molekül aktiviert die Phosphofructokinase (Glycolyse) und hemmt die Fructose-1,6-bisphosphatase (Gluconeogenese).

 

Nennen Sie zwei Stoffwechselwege, die durch Glucagon aktiviert werden!

Lösung

• Gluconeogenese
• Glycogenolyse

 

Wofür benötigt der Körper Folsäure?

Lösung

Synthese von DNA- und RNA-Bausteinen:

• Synthese von Purinen
• Synthese von Thymidylat

 

Welcher Stoffwechselschritt benötigt sowohl Folsäure als auch Cobalamin?

Lösung

Die Remethylierung von Homocystein zu Methionin.

 

Nennen Sie zwei Stoffwechselwege die überwiegend im Mitochondrium lokalisiert sind!

Lösung

• Zitratzyklus
• β-Oxidation der Fettsäuren

 

Fragen 21 - 30

Wie heißt das Schrittmacherenzym der Cholesterinbiosynthese? Durch welche Medikamentengruppe kann es inhibiert werden?

Lösung

• Das geschwindigkeitsbestimmende Enzym ist die HMG-CoA-Reduktase.
• Hemmstoffe heißen HMG-CoA-Reduktase-Hemmer / CSE-Hemmer / Statine.

 

In welchem Abbauweg entsteht Vanilinmandelsäure?

Lösung

Katecholamin-Abbau

 

In welchem Abbauweg entsteht Hydroxyindolessigsäure?

Lösung

Serotonin-Abbau

 

In welchem Stoffwechselweg entsteht Kohlenmonoxid?

Lösung

Abbau von Häm zu Biliverdin

 

Aus welcher Fettsäure werden Prostaglandine und Leukotriene gebildet?

Lösung

Arachidonsäure, eine 4fach ungesättigte ω-6-Fettsäure

 

Wie heißt das biologisch aktive Vitamin D, das durch die zweimalige Hydroxylierung von Vitamin D3 in Leber und Niere entsteht?

Lösung

1,25-Dihydroxycholecalciferol (Calcitriol)

 

Welches Vitamin spielt als Coenzym der Dehydrogenase-Komplexe und der Transketolase eine wichtige Rolle?

Lösung

Thiamin bzw. Thiamindiphosphat (Vitamin B1).

 

Welches Vitamin ist typischerweise an Carboxylierungsreaktionen beteiligt?

Lösung

Biotin (Vitamin H)

 

Pantothensäure (Vitamin B5) ist Bestandteil welches wichtigen Trägermoleküls?

Lösung

Pantothensäure ist ein Bestandteil von Coenzym A

 

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

Lösung

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 - 40

Wie heißen die drei verzweigtkettigen Aminosäuren?

Lösung

Valin, Leucin und Isoleucin

 

Welches Molekül ist für den Transport von Fettsäuren ins Mitochondrium zuständig? Aus welcher Aminosäure wird es gebildet?

Lösung

Fettsäuren werden mit Carnitin verestert, damit sie die innere Mitochondrienmembran überwinden können. Gebildet wird Carnitin aus (proteingebundenem) Lysin.

 

Welches Molekül, das insbesondere im Skelettmuskel als temporärer Energiespeicher benötigt wird, wird aus Arginin und Glycin gebildet?

Lösung

Kreatinphosphat

 

Aspartat liefert Stickstoff unter Abspaltung von Fumarat in welche zwei Stoffwechselwege (Aspartatzyklus)?

Lösung

• 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)

Lösung

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) Finasterid

 

Ordnen 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

Lösung

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

Lösung

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) Acetazolamid

 

In welchem Biomolekül findet sich Kobalt?

Lösung

Cobalamin (Vitamin B12)

 

Welches eher ungewöhnliche Element findet sich in der Glutathion-Peroxidase?

Lösung

Das Halbmetall Selen

 

Welche drei Möglichkeiten gibt es im Stoffwechsel, um Moleküle mit einer zusätzlichen Ein-Kohlenstoff-Gruppe auszustatten?

Lösung

• Carboxylgruppen können durch Biotin-abhängige Carboxylierung angeheftet werden
• S-Adenosyl-methionin überträgt Methylgruppen
• Folsäure überträgt Formyl- und Methylgruppen

 

Fragen 41 - 50

Durch die Kopplung an welche Stoffwechselwege wird der C1-Rest der Tetrahydrofolsäure regeneriert?

Lösung

• Glycin- und Serin-Abbau
• Histidin-Abbau (FIGLU zu Glutamat)
• Formiat-Bindung

 

Wofür wird Thioredoxin benötigt?

Lösung

Für die Bildung von Desoxyribonukleotiden.

 

Welche Faktoren bewirken eine Rechtsverschiebung der Sauerstoffbindungskurve des Hämoglobins? (4)

Lösung

• Protonen (sinkender pH)
• Kohlendioxid
• Wärme
• 2,3-BPG

 

Wie lässt sich eine sigmoide Substrat-Bindungskurve am besten erklären?

Lösung

Durch eine Kooperativität mehrerer Proteinuntereinheiten.

 

In der Phase II der Biotransormation können Xenobiotika mit welchen Molekülen konjugiert werden? (4)

Lösung

Glucuronat, Sulfat, Acetat, Aminosäuren

 

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

Lösung

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, Glutathion

 

Wie kommen Reduktionsäquivalente (NADH/H⁺) vom Zytosol ins Mitochondrium? (2)

Lösung

Mit dem Malat-Aspartat-Shuttle oder mit dem Glycerin-3-Phosphat-Shuttle.

 

Welches FAD-haltige Enzym des Krebs-Zyklus ist ein Bestandteil der mitochondrialen Atmungskette?

Lösung

Die Succinat-Dehydrogenase (Komplex II der Atmungskette)

 

Aus welcher Aminosäure wird von der NO-Synthase Stickoxid (NO, EDRF) freigesetzt?

Lösung

Aus Arginin

 

Was haben cAMP, cGMP, Diacylglycerin (DAG), Inositoltrisphosphat (IP₃) und Kalzium gemeinsam ?

Lösung

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 - 60

Bringen Sie die folgenden Stoffe/Metabolite in die richtige Reihenfolge!: Dopamin, Adrenalin, Phenylalanin, L-DOPA, Tyrosin, Noradrenalin.

Lösung

Phenylalanin -> Tyrosin -> L-DOPA -> Dopamin -> Noradrenalin -> Adrenalin

 

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?

Lösung

GADP wird ohne Umwege abgebaut, DHAP muss zuvor zu GADP isomerisiert werden.

 

Welche essentielle Substanz wird für die Biosynthese von Coenzym A und die Bildung der zentralen Sulfhydrylgruppe der Fettsäuresynthase benötigt?

Lösung

Pantothenat (Vitamin B5) wird für die Biosynthese von Coenzym A und 4'-Phosphopantethein benötigt. Letzteres bildet die SH_z-Gruppe der Fettsäuresynthase.

 

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

Lösung

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) Eisenaufnahme

 

Wird wird Acetyl-CoA für die Fettsäurenbiosynthese von der mitochondrialen Matrix ins Zytosol transportiert?

Lösung

In Form von Citrat, das in der 1. Reaktion des Citratzyklus (Kondensation von Oxalacetat mit Acetyl-CoA) gebildet wird.

 

Welche Funktion erfüllen Desaturasen?

Lösung

Einfügung von Doppelbindungen in Fettsäuren.

 

Wieviel ATP liefert die vollständige Oxidation eines Glucose-Moleküls nach vorherrschender Lehrmeinung?

Lösung

32

 

Welches Molekül ist an der Oxidation aromatischer Ringe beteiligt und woraus wird es gebildet?

Lösung

Tetrahydrobiopterin (BH4) hydroxyliert Tryptophan zu Serotonin (5HT), Phenylalanin zu Tyrosin und Tyrosin zu L-DOPA. BH4 wird aus Guanosin-5'-triphosphat (GTP) gebildet

 

Welches Spurenelement ist für die Biosynthese von Trijothyronin und L-Thyroxin essentiell?

Lösung

Iod (Iodid)

 

Welche 3 Aminosäuren werden für die Bildung des Tripeptids Glutathion benötigt?

Lösung

Cystein, Glutamat und Glycin.

 

Fragen 61 - 70

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.

Lösung

• 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 ... ?

Lösung

Oxidation (Dehydrierung). Klassisches Beispiel ist der Ethanol-Abbau.

 

Wo findet man folgende Reaktionssequenz? (1):

1. Oxidation (Dehydrierung)
2. Addition von Wasser
3. Oxidation (Dehydrierung)
4. Thiolytische Spaltung

Lösung

• 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 ... ?

Lösung

2'-Deoxythymidin-5'-monophosphat (dTMP)

 

Welche Aufgabe erfüllt die DOPA-Decarboxylase?

Lösung

Bildung biogener Amine wie z.B. Tyramin, Dopamin, Tryptamin, Serotonin und Histamin.

 

Welche Aufgabe erfüllt die Monoamino-Oxidase (MAO)?

Lösung

Inaktivierung biogener Amine (oxidative Desaminierung).

 

Welche Aufgabe erfüllt die Catechol-O-Methyltransferase (COMT)?

Lösung

Die COMT ist am Abbau der Katecholamine (Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin) beteiligt.

 

Welche Aufgabe erfüllt das Malat-Enzym bei der Biosynthese von Fettsäuren?

Lösung

Für die Bildung von Fettsäuren wird NADPH/H⁺ benötigt. Wenn der NADPH/H⁺-Zufluss aus dem Pentosephosphatweg nicht ausreicht, dann kann mit Hilfe des Malat-Enzyms NADPH/H⁺ aus NADH/H⁺ gebildet werden. Das Malat-Enzym selbst decarboxyliert Malat zu Pyruvat und reduziert dabei NADP⁺ zu NADPH/H⁺. Das Malat entsteht bei der Reduktion von Oxalacetat mit NADH/H⁺.

 

UDP-Glucose wird für die Biosynthese von Glycogen, Glucuronsäure und Lactose benötigt. Die Bildung von UDP-Glucose erfolgt aus UTP und ... ?

Lösung

Glucose-1-phosphat. Glucose-1-phosphat entsteht durch Isomerisierung von Glucose-6-phosphat oder wird beim Glycogen-Abbau freigesetzt.

 

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)

Lösung

Abbau:

• NAD⁺ - NADH/H⁺
• FAD - FADH₂

Aufbau:

• NADP⁺ - NADPH/H⁺

Sonstige:

• Glutathion (GSH)
• Ascorbinsäure (C) und Tocopherol (E)
• Ubichinon (Q)
• Tetrahydrobiopterin (BH₄)

 

Fragen 71 - 80

Über N- und O-glycosidische Bindungen werden Peptide/Proteine mit Glycanen verbunden. Welche Aminosäuren stellen üblicherweise die Verbindungsstellen? (1 + 2)

Lösung

• N-glycosidische Bindungen: Asparagin
• O-glyosidische Bindungen: Serin und Threonin

 

Welche Stoffe können aus dem Terpenoid Farnesylpyrophosphat gebildet werden? (3)

Lösung

• Cholesterin
• Dolicholphosphat
• Ubichinon (Coenzym Q)

 

Von welchem Molekül leiten sich D-Xylose und L-Iduronat ab?

Lösung

D-Xylose und L-Iduronat kommen in Glycanen vor. Sie entstehen aus D-Glucuronat: L-Iduronat durch Epimerisierung, D-Xylose durch Decarboxylierung. D-Glucuronat entsteht wiederum (formal) durch Oxidation von D-Glucose.

 

Welches ist die wichtigste Reaktion, mit der im Körper freies Ammoniak gebunden wird?

Lösung

α-Ketoglutarat + NH₃ ⇔ Glutamat

Katalysiert wird die Reaktion von der Glutamatdehydrogenase (GLDH)

 

Welches ist das zentrale Vitamin des Aminosäurenstoffwechsels?

Lösung

Pyridoxalphosphat (Vitamin B6)

 

Welche Aminosäuren entstehen durch nur eine Reaktion aus Intermediaten der Glycolyse bzw. des Citratzyklus?

Lösung

• 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?

Lösung

• Cystein im Methion-Abbauweg
• Tyrosin aus Phenylalanin

 

Welche zwei Stoffwechselwege beginnen mit der Biosynthese von Carbamoylphosphat?

Lösung

• Pyridmidin-Biosynthese (Bildung von UMP)
• Harnstoffzyklus

 

Nennen Sie wenigstens zwei Möglichkeiten, wie die Heteropolysaccharidkette der Glycosaminoglycane nach ihrer Bildung weiter modifiziert werden kann ?

Lösung

• 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?

Lösung

Die Xanthin-Oxidase

 

Fragen 81 - 90

Bringen Sie folgende Intermediate in die richtige Reihenfolge zur Biosynthese von Glycogen, Glucuronsäure oder Galactose:

• Glucose-6-phosphat
• UDP-Glucose
• Glucose-1-phosphat
• Glucose

Lösung

Glucose -> Glucose-6-phosphat -> Glucose-1-phosphat -> UDP-Glucose

 

Wofür wird PRPP (α-D-5-Phosphoribosyl-1-pyrophosphat) benötigt? (3)

Lösung

• 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?

Lösung

• 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)?

Lösung

4 - jeweils 2 an der Carbamoylphosphat-Synthase (2 ATP -> 2 ADP + 2 P_i) und an der Argininosuccinat-Synthase (ATP -> AMP + PP_i).

 

Die Biosynthese von Fettsäuren am Multienzymkomplex unterscheidet sich in mehreren Punkten von der gegenläufigen β-Oxidation. Nennen Sie 3 Beispiele!

Lösung

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?

Lösung

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 + P_i = Succinat + CoA-SH + GTP (Succinyl-CoA-Synthetase)

Bei Sauerstoffmangel z.B. im ausbelasteten Skelettmuskel ist die Substratkettenphosphorylierung in der Glycolyse die einzige Möglichkeit, die Energieversorgung der Zelle aufrechtzuerhalten.

 

Wie wird Stickstoff am ehesten vom Skelettmuskel zur Leber transportiert?

Lösung

Über Alanin (Glucose-Alanin-Zyklus)

 

Was versteht man unter dem Cori-Zyklus?

Lösung

Glucose-Abbau im Muskel bis zum Lactat -> Lactat-Transport zur Leber -> Dort wird aus Lactat wieder Glucose gebildet -> Glucose-Transport zum Muskel.

 

Wieviel NADPH/H⁺ liefert die vollständige Decarboxylierung eines Glucosemoleküls im HMP-Weg?

Lösung

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?

Lösung

Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan, Histidin.

 

Fragen 91 - 100

Welche 4 typischen Symptome/Krankheitsbilder können bei Störungen der Glycolyse / Gluconeogenese beobachtet werden?

Lösung

Beeinträchtigung der Glycolyse:

• Hämolytische Anämie
• Myopathie
• Neurologische Störungen

Beeinträchtigung der Gluconeogenese:

• Hypoglycämie

 

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