Welche Reaktionsschritte der Peptidoglykanbiosynthese laufen außerhalb des Cytoplasmas ab?
Transglykosylierung (Polymerisierung der Disaccharide zu Glykansträngen) und Transpeptidierung (Ausbildung der Peptidbrücken zwischen den Glykansträngen).
Welche Funktion hat das Undekaprenylphosphat bei der Peptidoglykanbiosynthese?
Undekaprenylphosphat fungiert als Membrananker für die Intermediate der Peptidoglykanbiosynthese. Am Undekaprenylphosphat werden auf der Innenseite der Cytoplasmamembran Disaccharid-Peptid-Blöcke zusammengesetzt und diese auf die Außenseite der Membran transferiert.
Über welche Reaktionsschritte wird Glucose aktiviert und als Baustein zur Synthese des Peptidoglykans bereitgestellt?
Aktivierung der Glucose durch ATP-abhängige Phosphorylierung zu Glucose-1-phosphat; Umsatz des Glucose-1-phosphats mit UTP in einem irreversiblen Reaktionsschritt zu UDP-Glucose, einem Glucosenucleotid; daraus anschließend Synthese von UDP-N-Acetylglucosamin und UDP-N-Acetylmuraminsäure.
Was synthetisieren viele Prokaryoten als intrazellulären Kohlenstoff- und Energiespeicher, wenn das extrazelluläre Kohlenstoff/Stickstoff-Verhältnis hoch ist? Was ist das Ausgangssubstrat der Synthese?
Ausgehend von Acetyl-CoA synthetisieren viele Prokaryoten Polyhydroxybuttersäure (PHB) als Kohlenstoff- und Energiespeicher.
Woraus bestehen die Seitenketten von Etherlipiden?
Die Seitenketten von Etherlipiden bestehen aus Isopren-Einheiten.
Wie startet die Synthese der Glycerolipide in Archaea, Bacteria und Eukarya?
Die Glycerolipidsynthese geht in allen drei Gruppen von Dihydroxyacetonphosphat (DHAP) aus, das in Archaea zusn-Glycerin-1-phosphat, in Bacteria und Eukarya zu dessen Enantiomer sn-Glycerin-3-phosphat reduziert wird. Ursache ist die unterschiedliche Stereospezifität der katalysierenden Dehydrogenase.
Welche Funktionen haben Polysaccharide in den Zellen von Mikroorganismen und von welcher aktivierten Vorstufe aus startet ihre Synthese?
Polysaccharide dienen als Speicherstoffe (Glykogen, Stärke, Dextran) oder als Strukturelemente (Peptidoglykan, Lipopolysaccharide, Teichonsäuren, Cellulose). Ihre Synthese geht von Nucleosiddiphosphat-Zuckern als aktivierter Vorstufe aus.
Welche Reaktionsschritte laufen in jeder Runde der Fettsäurebiosynthese ab?
Folgende Reaktionsschritte wiederholen sich in jeder Runde der Fettsäurebiosynthese: ATP- und Biotin-abhängige Carboxylierung von Acetyl-CoA zu Malonyl-CoA Übertragung des Malonylrestes auf das Acyl-Carrier-Protein (ACP) Kondensation des an ACP gebundenen Malonylrestes mit einem an das kondensierende Enzym gebundenen Acylrest unter gleichzeitiger Decarboxylierung des Malonylrestes Reduktion des um 2 C-Atome verlängerten Acylrestes mit NADPH Dehydratisierung Erneute Reduktion mit NADPH Translokation des um 2 C-Atome verlängerten Acylrestes auf das kondensierende Enzym
Was ist das Ausgangssubstrat der Fettsäurebiosynthese?
Acetyl-CoA
Tetrahydrofolsäure (THF), ist ein wichtiges Coenzym bei der Nucleotidsynthese und wird von Mikroorganismen selbst synthetisiert. Deshalb werden Folsäure-Antagonisten gegen pathogene Mikroorganismen therapeutisch eingesetzt. Was ist ihr Wirkprinzip?
Folsäureantagonisten, Sulfonamide und Diaminopyrimidine, sind jeweils Strukturanaloga von Intermediaten der Folsäuresynthese. Sie konkurrieren mit dem natürlichen Substrat um die Bindungsstelle im aktiven Zentrum des katalysierenden Enzyms und hemmen es kompetitiv.
Welche Funktion hat Phosphoribosylpyrophosphat (PRPP) bei der Nucleotidsynthese?
PRPP liefert die Ribosephosphat-Einheit.
Welche Reaktion katalysieren Transaminasen beider Aminosäuresynthese?
Transaminasen katalysieren die Übertragung einer Aminogruppe von Glutamat auf eine α-Ketosäure. Dabei entstehen α-Ketoglutarat und eine Aminosäure.
Nach welchen Kriterien werden Aminosäuren einer Aminosäurefamilie zugeordnet?
Aminosäuren werden nach der Herkunft ihrer Kohlenstoffskelette, die sich von Zwischenprodukten der Glykolyse, des Citratzyklus und des Pentosephosphatzyklus ableiten, bestimmten Aminosäurefamilien zugeordnet.
Was wird über den Pentosephosphatweg erzeugt?
Der oxidative Pentosephosphatweg liefert Pentosen und NADPH für Biosynthesen.
Warum werden Glykolyse und Gluconeogenese entgegengesetzt reguliert?
Die Glykolyse ist ein kataboler (Energie liefernder), die Gluconeogenese ein anaboler (Energie verbrauchender) Stoffwechselweg. Die entgegengesetzte Regulierung gewährleistet die bedarfsgerechte Anpassung an die jeweilige Situation einer Zelle und vermeidet die Verschwendung von Energie beim gleichzeitigen Ablauf von Glykolyse und Gluconeogenese.
Wozu dient die Gluconeogenese und was sind ihre Schlüsselenzyme?
Über die Gluconeogenese wird Glucose-6-phosphat aus Substraten synthetisiert, die über Pyruvat oderZwischenprodukte des Citratzyklus in den Zentralstoffwechsel eingeschleust werden. Schlüsselenzyme: Pyruvat-Carboxylase, PEP-Carboxykinase, Fructose-1,6-bisphosphatase.
Was ist jeweils der primäre Akzeptor für CO2 im Calvinzyklus, im reduktiven Citratzyklus und im Hydroxypropionatzyklus?
Calvinzyklus: Ribulose-1,5-bisphosphat
Reduktiver Citratzyklus: Succinyl-CoA
Hydroxypropionatzyklus: Acetyl-CoA
Welche CO2-Fixierungswege bei Prokaryoten kennen Sie und was ist das allgemeine Prinzip?
Calvin-Zyklus, reduktiver Citratzyklus, Hydroxypropionatzyklus, reduktiver Acetyl-CoA-Weg. Ziel ist die Knüpfung einer C-C-Bindung zwischen CO2 und dem jeweiligen Akzeptormolekül, um so CO2 in den Baustoffwechsel einzuschleusen.
Wozu sind autotrophe Organismen in der Lage?
Autotrophe Organismen können CO2 als überwiegende Kohlenstoffquelle für den Baustoffwechsel nutzen.
Warum können Tiere Kohlenhydrate nicht aus Substraten synthetisieren, die über Acetyl-CoA in den Zentralstoffwechsel eingeschleust werden?
Tiere besitzen im Unterschied zu Bakterien, Pflanzen und Pilzen keinen Glyoxylatzyklus, über den aus Acetyl-CoA Oxalacetat gebildet wird, das dann durch die PEP-Carboxykinase zu PEP und weiter über die Gluconeogenese zu Kohlenhydraten umgesetzt wird.
Welche anaplerotischen Enzyme setzen Pyruvat bzw. Phosphoenolpyruvat zu Oxalacetat um?
Pyruvat wird von der Pyruvat-Carboxylase in einer Biotin- und ATP-abhängigen Reaktion zu Oxalacetat carboxyliert. Phosphoenolpyruvat (PEP) wird von der PEP-Carboxylasezu Oxalacetat umgesetzt.
Was sind anaplerotische Reaktionen und warum sind sie erforderlich?
Anaplerotische Reaktionen dienen der Regeneration von Oxalacetat. Sie sind erforderlich, weil Intermediate des Citratzyklus als Vorstufen für Biosynthesen abgezweigt werden. Ohne Auffüllen des Oxalacetat-Pools würde ein Mangel an Oxalacetat, dem Akzeptor für Acetyl-CoA aus der Pyruvat-Dehydrogenase-Reaktion, entstehen und der Citratzyklus zum Erliegen kommen.
Erklären Sie den Begriff „Anabolismus“!
"Anabolismus" oder "Baustoffwechsel" bezeichnet den Aufbau der Zellbausteine und ist Teil des Leistungsstoffwechsels.
Auf welche Weise sind Energie- und Leistungsstoffwechsel verknüpft?
Im Energiestoffwechsel wird die Energie des Sonnenlichts oder aus der Oxidation chemischer Energiesubstrate konserviert und für die Energie verbrauchenden Prozesse des Leistungsstoffwechsels bereitgestellt.
Wie werden in Bakterien Proteine über die Cytoplasmamembran transportiert?
Was ist das Prinzip der Gruppentranslokation?
Bei der Gruppentranslokation wird das zutransportierende Substrat chemisch modifiziert (phosphoryliert), sodass die außen aufgenommene und die innen abgegebene Verbindung nicht identisch sind. Dadurch wird erreicht, dass der Konzentrationsgradient des Substrates (außen hoch, innen niedrig) erhalten bleibt.
Wie wirken Ionophore?
Ionophore transportieren durch die Bildung eines Kanals in der Membran (Gramicidin A) oder als mobile Ionen-Carrier (Valinomycin) ein- oder zweiwertige Kationen über eine Membran und verursachen so den Zusammenbruch des elektrochemischen Membranpotentials.
Welche unterschiedlichen Carrier gibt es?
Man unterscheidet Carrier nach Anzahl der transportierten Substrate und Transportrichtung: Uniporter transportieren ein Substrat über eine Membran, Co-Transporter zwei Substrate entweder in die gleiche Richtung (Symporter) oder in entgegen gesetzte Richtungen (Antiporter).
Stellen Sie die Arbeitsweise eines kanalbildenden Proteins der eines Carriers gegenüber! In welche Gruppe gehören Porine?
Kanalbildende Proteine transportieren ihr Substrat durch Ausbildung einer wassergefüllten Pore entsprechend seinem Konzentrationsgradienten, der Transport ist passiv. Carrier binden ihr Substrat stöchiometrisch und transportieren es mithilfe von Konformationsänderungen über eine Membran. Der Transport durch Carrier ist aktiv oder passiv. Porine sind kanalbildende Proteine in der äußeren Membran gramnegativer Bacteria, unspezifische Porine werden konstitutiv gebildet, spezifische nur bei Bedarf.
Welche Transportarten gibt es und wie unterscheiden sie sich?
Man unter scheidet passiven und aktiven Transport. Beim passiven Transport (erleichterte Diffusion) wird eine Substanz in Richtung ihres Konzentrationsgradienten transportiert, der Prozess erfordert keine Energiezufuhr. Beim aktiven Transport erfolgt der Transport gegen den Konzentrationsgradienten und erfordert Energie. Beim primär aktiven Transport wird Lichtenergie oder chemische Energie direkt für den Transport genutzt, beim sekundär aktiven Transport ein von einem primären Transporter erzeugter elektrochemischer Gradient.
