Wie sind die einzelnen Lipide während den verschiedenen Phasen angeordnet?
Gelphase: all-trans Konformation (gestreckt) -> Energieminimum! Kette 30° geneigt, long range UND short range order
Ripple Phase: gauche Konformation treten auf, long & short range order
Fluid Phase: zwei gauche + trans Konformationen kommen vor à hohe Wärmekapazitätz, keine short range order!
Welche drei Phasen kann eine Lipidmembran annehmen?
Gel Phase
Ripple Phase
Fluid Phase
Beschreibe den hydrophoben Effekt
Lipide aggregieren in Wasser, um die Wechselwirkung des polaren Wassers mit den hydrophoben Seitenketten zu minimieren
getrieben durch Entropie: durch die Wechselwirkung mit hydrophoben Ketten stehen den Wassermolekülen weniger Möglichkeiten zur Ausbildung von Wasserstoffbrücken zur Verfügung
—>Das Wasser befindet sich im entropisch ungünstigen Zustand höherer Ordnung
—> —> Durch die Aggregation der Lipide wird die Kontaktfläche von Wasser und hydrophoben Anteilen minimiert, die Entropie der Lösung VERGRÖSSERT sich.
Bei niedrigen Temperaturen, im geordneten „gelartigen“ Zustand liegt welche Konformation vor?
antiperiplanare („trans“) Konformation, da diese ein globales Energieminimum für die Konformation des Lipids darstellt
Bei höheren Temperaturen können die Kohlenstoffatome aber auch in welcher Konformationen vorliegen?
In synklinalen („gauche“) Konformationen vorliegen, da diese ein Lokalminimum darstellen. Die Lipide liegen dann ungeordnet vor und man spricht von dem „flüssigen“ Zustand.
Die Temperatur, bei der die Lipide von dem geordneten in den flüssigen Zustand wechseln, nennt man??
Schmelztemperatur Tm
Wie wirkt sich die Größe der Kopfgruppe, Doppelbindungen und die Kettenlänge auf die Umwandlungstemperatur aus?
Kopfgruppe: je kleiner, umso weniger stört sie Packung -> höhere Umwandlungstemperatur
Doppelbindungen: DP in der Mitte der Kette stören am meisten -> niedrige Umwandlungstemperatur
Kettenlänge: je größer die Kettenlänge umso höher Umwandlungstemperatur
Zusätzlich findet man bei vielen Lipiden einen weiteren Phasenübergang vor dem Kettenschmelzen - wie heißt er?
Vorumwandlungstemperatur Tv, der Übergang von der gelartigen zur Rippelphase
Welche Energie ist an der Rippelübergangstemperatur und bei der Schmelztemperatur gleich 0?
freie Gibb’sche Energie
Somit kann die Entropieänderungen aus der Schmelztemperatur und der Enthalpieänderung ermittelt werden - Formel nennen
Wie ist der Aufbau einer Differential Scanning Calorimetry? Kurze Skizze und Hauptkomponenten aufschreiben
Was wird konkret bei der DSC gemessen?
Leistungsdifferenz deltaP bei kontinuierlicher Wärmezufuhr im gleichen Zeitintervall eine Temperaturerhöhung zws Probe und Referenz zu erzeugen -> daraus lässt sich die Wärmekapazität der Probe bestimmen
Was bringt die Kalorimetrie??
Kalorimetrie ist eine Methode, um den Energietransfer durch Hitze, eines chemischen oder physikalischen Vorgangs, mit Hilfe der Messung von Temperaturänderungen, zu bestimmen.
-> Wärmekapazität bestimmen
Fülle die Lücke
Im Falle einer DSC (= engl. Differential Scanning Calorimetry), werden dabei die Messungen einer __ mit den Messungen einer ___ verglichen (‚differential‘).
Probe
Referenz
Die beiden Proben werden dabei über ein Temperaturintervall ___ (‚scanning‘), wobei die Messzellen, die die Probe und die Referenz enthalten, ständig über einen Kristallsensor detektiert und computergestützt über Heizspulen auf der gleichen ___ gehalten werden.
Erhitzt
Temperatur
Mithilfe von welche Gleichung kann die Wärmekapazität bei konstantem Druck der Probe bestimmt werden?
Q : Wärme
T : Temperatur
t : Zeit
P : Leistung
Wie kannt die Wärmekapazität durch die Enhalpie berechnet werden?
Durch Integration der Wärmekapazität über die Temperatur kann also leicht die Enthalpieänderung eines Prozesses bestimmt werden.
H : Enthalpie
Fülle die Lücken
Die Phospholipase A2 ist eine physiologisch wichtige und gut untersuchte Lipase, die spezifisch und ___-abhängig die Fettsäure an der___ C2-Position von _____ abspaltet.
Ca 2+
Chirlaen
Phospholipiden
Wie katalysierte Reaktion (Hydrolyse) lautet der Phospolipase A 2??
𝑃h𝑜𝑠𝑝h𝑜𝑙𝑖𝑝𝑖𝑑 ⟷𝐿𝑦𝑠𝑜𝑝h𝑜𝑠𝑝h𝑜𝑙𝑖𝑝𝑖𝑑+𝐹𝑒𝑡𝑡𝑠ä𝑢𝑟𝑒+𝐻+
Durch die 1:1 Freisetzung von H+ ist es möglich, durch pH-Messung (mithilfe eines pH-Meters) auf die Effektivität der PLA2 zurückzuschließen
Was gilt für den pH Wert?
𝑝𝐻 = −𝑙𝑜𝑔[𝐻+]
Wie bestimmt man die Menge an DPPC?
Wie bestimmt man delta H?
Wie bestimmt man delta H pro Molekül ?
Wie bestimmt man die Enthalpieänderungen pro Molekül??
Wie ist die enzymatische Effektivität der PLA2 definiert?
Was gilt bzgl. der Stoffmengenkonz.?
𝑛(𝐻+) = 𝑛(𝑁𝑎𝑂𝐻)
Wie berechnet man NaOH-Stoffmenge?
Wie berechnet man die gesamte Stoffmenge zugegebenen Lipids ?
Wie berechnet man die Effektivität der Phospholipase A 2 für das Substrat DPPC ?
Wir konnten in den beiden cP-T-Diagrammen (DMPC, DPPC) unterschiedliche Temperaturen für die Phasenübergänge beobachten. Warum??
Ursache hierfür in den unterschiedlichen Kettenlängen der hydrophoben Schwänze zu finden. Mit steigender Kettenlänge werden die Van-der-Waals- Wechselwirkungen verstärkt. Zudem wirkt der hydrophobe Effekt stärker bei längeren hydrophoben Ketten.
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