Aminosäuren
a) Welche Ketosäure ergibt sich aus Oxalacetat nach einer Transaminierung. Geben die sie Reaktionsgleichung an und zeichnen Sie die Strukturformel der Substrate und Produkte.
b) Welches Enzym katalysiert diese Reaktion? Welcher CoFaktor wird von dem Enzym verwendet? Was ist die funktionelle Gruppe des Cofaktors. Zeichnen Sie den Cofaktor!
c) Wie heißt der Mechanismus über den Acyl-CoA in die Mitochondrien transportiert werden? Zeichen Sie ein Schema!
a)
Glutamat + Oxalacetat <—> Aspartat + a-Ketoglutarat
b)
Aspartat-Aminotransferase (Transaminase) mit dem CoFaktor Pyridoxalphosphat (PLP) [aktive Form von Vit B6]
Aldehydgruppe am Ring gegenüber vom N im Ring, neben N erstes C mit -CH3 nachsten mit -OH dann die katalytische Aldehydgruppe also -HC=O nächstes C dann mit CH2 und einer Phosphatgruppe , letztes C vorm N ist frei.
c)
Carnitin-Shuttle
Carnitin + Acyl-CoA <…—> CoA-SH + Acyl Carnitin
(im Cytoplasma Carnitin Acyl-Transferase I dann durch Translocase in Mito und über CAT II Rückreaktion)
Fettsäuren
a) Aus welchen Bausteinen bestehen Triacylglyceride? Zeichnen Sie die Grundstruktur und die Bausteine daran aufzeigen.
b) In welche Stoffwechselwege werden die Bausteine von TAGs eingeschleust?
Glycerin und 3 Fettsäuren
Glycerin wird in die Glykolyse oder die Gluconeogenese eingeschleust indem es zu Glycerinaldehyd-3-phosphat umgewandelt wird
Die Fettsäuren werden über das Carnitin-Shuttle in die Mitochondrien transportiert und dort über die ß-Oxidation zu Acetyl-CoA umgewandelt um dann im Citratuzyklus vollständig oxidiert zu werden um Reaktionsäquivalente und Energie zu erzeugen.
Phospholipide
a) Welche Funktionen haben Phospholipide?
b) Geben Sie zwei Beispiele für Phospholipide und zeichnen Sie eine davon?
c) Welche Funktion hat Cholesterin? Durch welche zusätzlichen funktionellen Gruppen unterscheiden sich Gallensalze von Cholesterin? Welche Funktion haben Gallensalze?
Hauptbestandteile der Zellmembran —> Phospholipiddoppelschicht
Semipermeabilität, trotzdem Stabilität
Signaltransduktion (manche)
Vesikelbildung, Transport
Sphingophospholipide
Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat (PIP2)
Membranfluidität (auch Stabilität)
Vorläufer für Steroidhormone, Gallensalze
Gallensalze enthalten zusätzlich eine Carboxylgruppe an der Steroidgerüst fernen C-Kette, an der Hydroxylgruppe (-OH) kann dann eine Amidgruppe (bpw. Glycin) binden und so eine Hydrophile Seite bilden, das Steroidgerüst ist die Hydrophobe Seite
Funktion:
Unterstützung bei Abbau / Aufnahme von Lipiden im Dünndarm durch Emulgieren der Fette
—> Oberflächenvergrößerung, Angriffsfläche für Lipasen, auch wichtig für Resorption fettlöslicher Stoffe
Signaltransduktion
a) Zeichnen sie eine Signalkaskade mit mindestens fünf Komponenten. Bennen sie diese. Welche biologische Funktion kann durch die Signalkaskade verändert werden? Wieso?
b) Welchen Einfluss kann die Phosphorylierung auf ein Substrat ausüben?
c) Wie kann die Aktivität von Proteinkinasen beeinflusst werden? (Bin mir nicht sicher ob das gefragt wurde)
[Ligand] —> Rezeptor Tyrosinkinase GDP [GTP] —> sekundärer Botenstoff —> Phospho Kaskade auf RAS —> RAF (Protein Kinase) —> MEK —> ERK (Effektor Translokation in Nucleus —> Transkriptionsfaktor)
oder
Ligand = Wachstumsfaktor —> RTK —> sek. Botenstoff = Freisetzung von Ca2+ —> Proteinkinase aktiviert = MAP-Kinase —> aktiviert Transkriptionsfaktor
Veränderung der Genexpression und dadurch z.B. Zellwachstum, Proliferation andere zelluläre Prozesse. Damit die Zelle sich an Stressbedingungen oder in der Entwicklung anpassen kann. Oder bei fehlern in der Zelle die Apoptose einleiten kann um den gesamt Organismus zu schützen.
Konformationsveränderung
Aktivierung (Demaskierung)
Ligandbindung oder Protein-Protein-Interaktion (Dimerisierung)
Inhibierung
Relokalisierung
Posttranslationale Modifizierung (Phosphorylierung)
allosterische Aktiverung oder Hemmung
Bindung Regulator Proteinen
Interaktion mit Second messengern
Phosphorylierungskaskaden
Degradation / Stabilität
Genexpression/Proteinbiosynthese
a) Wie unterscheidet sich die Translationsinitiation bei Prokaryoten und Eukaryoten?
b) Nennen Sie 3 Mechanismen mittels derer die Aktivität von Regulatorproteinen in Eukaryoten gesteuert werden kann.
a) (Merke: Ribosome, IFs, 5´Cap, Shine-Dalgarno, Initiation direkt, zeit/räumliche Trennung)
Shine-Dalgarno Sequenz in Pro
5^Cap als Erkennung für eIF und zahlreiche IF bei EU
Direkt Bindung an Startcodon in Pro vs Absuchen bis Startcodon in EU
40 + 60 —> 80 S vs 30 + 50 —>70 S Ribosome
Posttranslationale Modifikation
Allosterische Hemmung oder Aktivierung (Liganden allgemein)
Interaktion mit anderen Proteinen (auch Phosphorylierungskaskaden, Dimerisierung)
Stabilität und Degradation / Synthese
Zelluläre Lokalisierung
Proteomics
a) Es war eine Aminosäuresequenz gegeben und man sollte die Schnittstellen von Trypsin einzeichnen.
b) MS-Analyse gegeben. Anhand dessen soll die Ladung des Peptids, sowie die Masse des Ions, des neutralen Peptids und der monoisotopischen m/z-Werts, berechnet werden.
Nach Lys (K) und Arg (R) oder modifiziertem Cys (Cmod)
easy
Bionik
a) Welchen biologischen Zweck hat die Sitzstange bei der Blüte der Paradiesvogelblume?
b) Aus welchen Blütenteilen besteht die Sitzstange der Paradiesvogelblume?
Landebereich für Vögel die durch ihr Gewicht die Stange biegen, sodass diese sich öffnet und der Pollen an den Nektar trinkenden Vögeln hängen bleibt, an der nächsten Blüte befruchtet er dadurch die nächste Pflanze
seitlicher Auswuchs, Flügel, Staubblätter (Pollenproduktion), Lamina, seitliche Rippe und zusammengesetzte Rippe
Pflanzentechnologie
b) Säugerzellen sind der Standard bei der Produktion von Biopharmazeutika. Auch die Produktion in Pflanzenzellen wird immer attraktiver, allerdings entsprechen die Glykosylierungsmuster nicht den von Säugerzellen. Nennen Sie mindestens zwei Fälle, in denen dieser scheinbare Nachteil zu einem Vorteil genutzt werden kann (Nischen).
c) Die Protein-N-Glykosylierung von pflanzlichen und Säugerzellen-Produktionssystemen unterscheiden sich in verschiedenen Punkten. Welche Zucker besitzen Pflanzen, die in Säugern nicht vorkommen, welche fehlen in Pflanzen? Zeichnen!
Hohe Homogenität der Pflanzenglykanmuster: Effiziente Aufnahme durch Zelloberflächenrezeptoren
Monoklonale Antikörper (mAb) gegen Krebs und virale Infektionen: erhöhte Aktivität lytischer Effektorzellen (ADCC: antibody-dependent cellular cytotoxicity) aufgrund modifizierter Glykosylierung
Asialo-Erythropoietin (EPO) weist spezif. Veränderung in Glykosylierung auf -> Veränderung führt zu neuroprotektiver Aktivität
c) Nur in Pflanzenzellen: ß-1,2-xylose, a-1,3-fucose
Fehlen in Pflanzenzellen: a-Galactose, Sialinsäure (N-Acetylneuraminsäure)
Genetik
a) 3 Beispiele von Biokraftstoffen aus Cyanobakterien
b) Was versteht man unter den folgenden Begriffen: core-, pan-, und meta-Genom?
c) Nennen Sie drei Wirkprinzipien bakterieller regulatorischer sRNA
Ethanol
Ethylene
Isobutanol
Propanol
Wasserstoff
Methan
Core= Alle Gene die in allen Individuen einer Population oder Spezies indentisch vorhanden sind, hochkonservierte Gene die zur Lebenserhaltung unabdingbar sind.
Pan= Alle Core-Gene aber auch alle Variablen Gene einzelner Individuen in der Gesamten Population bzw. Spezies (einer Art)
Meta-Genom ist die Gesamtheit aller genetischer Informationen eines Mikrobioms.
Inhibitorische Wirkung für Translation durch Binden an Ribosomale Bindestelle an der mRNA wodurch die Translationsinitiation verhindert wird
Aktivierung / Inhibierung durch mediatorische Wirkung —> Interaktion mit Proteinen
Aktivierung durch konfomationsänderung in der mRNA Struktur (Befreiung der RBS) oder Inhibierung durch umgekehrten Effekt
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