Wer entdeckte die alpha- und die beta-Struktur?
Linus Pauling
Warum findet man alpha helices besonders häufig in membrandurchspannenden Proteindomänen?
Die Kraft der Wasserstoffbrücken ist von Umgebung abhängig
In Membran gibt es kaum Konkurrenz, das bedeutet nichts kann Wasserstoffbrücken mit Peptid bilden, Peptid bildet also nur Wasserstoffbrücken mit sich selbst, so dass alpha gebildet wird - alpha ist dort besonders stabil weil keine Konkurrenz
a) Wie heißen die Methoden zur Bestimmung der 3D-Struktur von Proteinen?
b) In welcher Form müssen die Proteine für diese beiden unterschiedlichen Methoden vorliegen und warum?
a)
Kristallstrukturanalyse mittels Röntgenstrahlen
NMR-Spektroskopie
b)
bei der Kristallographie als Kristall/ in Löung hochkonzentriert - bezieht sich das auf NMR-Spektroskopie?
in Kristallstuktur sind die enzymatischen Aktivitäten noch aktiv
a) Warum kann man Protein reinigen, in dem man immer mehr Ammoniumsalze zugibt?
b) Warum ist diese Methode besonders schonend
c) Wie bekommt man Salz wieder raus?
Wasser ist mit Salz beschäftigt -> das Wasser hält Protein nicht mehr in Lösung
Schonend, weil sehr langsam, Struktur bleibt erhalten
Proteine fallen aus, weil sie immernoch H-Brücken bilden wolen -> dann eben mit sich selbst
b) zerstört das Protein nicht, ist reversibel, Protein wird nicht denaturiert, Enzymaktivität bleibt erhalten
c) Wasser zugeben, Ammoniumsulfat durch Dialyseschlauch entfernt, immer mehr Wasser einströmen lassen, Chemikalie wieder raus
Methoden zur Reinigung von Proteinen?
Affinitätschromatografie
Gelfiltration
mittels Ionenaustauschchromatografie
HPLC
Immunopräzipitation
genauere Methode: mit SDS-page, dabei gehen Proteine aber kaputt
2D Chromatographie
Man sieht ob Proteinen neu dazugekommen, welche verschwunden und welche kaputt/ modifiziert sind
erst nach isoelektroschem Punkt sortiert
danach nach Größe
man kann sehen welcher Spot sich verändert hat
Glykosilierung lässt Proteine größer erscheinen
Molekulargewicht stimmt bei SDS-Page nicht, weil Zucker die Moleküle größer wirken lässt
was transportiert NAD+?
Was für eine Funktion hat es im Citratzyklus?
Elektronen
Speicher für Elektronen, Resuktionsäquivalent
Welche aktivierte Gruppen werden durch folgende Enzyme übertragen?
Coenzym A: Acetyl
Liponamid: Elektronen
FADH: Elektronen
ATP: Phosphat
Wie viele Gene der Kinase hat der Mensch?
Wieso hat der Mensch so viele?
450
Regulation der Gene
Was ist der Vorteil der kooperativen Sauerstoffbindung des Hämoglobins?
nur so kann Sauerstoff auch wieder gut abgegeben werden
Nennen Sie mindestens drei Symptome der Sichelzellenanämie
Malariaresistenz
können sich nicht so arg anstrengen
Schock
chronische Anämie
Warum hat der Wal so viel Myoglobin im Blut?
Speicher von Sauerstoff während langem Tauchgang
Welche räumliche Konsequenzen ergeben sich aus Oxygenierung des Einsenzentralatoms im Hämoglobin?
Übergang von der Tensed in die relaxed form = Konformatinsänderung (O2 bindet)
a) Wer klärte die 3D Stuktur des Hämoglobins auf?
b) Wer klärt die 3D Stuktur des Myoglobins auf?
a) Max Perutz
b) John Kendrew 1957 durch Röntgenstrukturanalyse
Nennen Sie Proteine, die Hämgruppe als prosthetische Gruppe haben
Hämoglobin
Cytochrome
Mit welchem Metallion ist ATP in der Zelle komplexiert?
Magnesium
a)Wie ist die Energieladung definiert?
b) Welche Werte kann Energieladung annehmen?
c) Was ist der typische Wert in der Zelle?
d) Wozu braucht man Energieladung?
Energieladung wird ausgedrückt über das Konzentrationsverhältnis von ATP, ADP und AMP
b) zwischen 1 und 0
c) 0,8
d) Regulation der Stoffwechselwege, hohe Energieladung hemmen die Stoffwechselwege des Katabolismus über sllosterische Regulation von Schlüsselenzymen (gleichzeitige Aktivierung des Anabolismus)
a) Was ist anabolismus?
b) Was ist katabolismus?
c) Welche Carrier gibt es im Anabolismus, welche im Katabolismus?
d) Welche Vorteile haben die beiden verschiedenen Carrier?
a) Unter dem Anabolismus versteht man den Aufbau von Stoffen. Energie wird verbraucht um komplexe Moleküle aufzubauen
b) Abbau von Stoffen. Dabei wird aus dem Abbau / eigentlich Ummbau energiereicher Verbindungen gewonnen
c) Anabolismus: NAD(P)+, Katabolismus: NAD+
d) Nur so erkennt Zelle, ob etwas gebraucht wird oder nciht - gegenläufige Stoffwechselwege werden so reguliert
a) Wodurch wird Geschwindigkeit von Stoffwechsel bestimmt?
b) Welche Signale aktiviert die Phosphofructokinase?
c) Wie nennt man die Art Enzyme, die die Geschwindigkeit bestimmen?
a) Durch die Aktivität von Schlüsselenzymen (z.B. Phosphofructokinase)
Ansammlung von Fructose-6-phospat -> Bildung des Vermittlers Fructose-2,6-bisphosphat
AMP-Spiegel, ADP-SPiegel
c) Schlüsselenzyme
Warum brauchen wie so viel ATP pro Tag?
da z.B. alleine das Gehirn im Ruhezustand 20% der Energie verbraucht und es dauerhaft aktiv ist
Reaktionen in denen ATP gebraucht wird
Im frühen Stadium des Nährstoffabbaus
Bei Umwandlung verschiedener Nukleotidtriphosphate
Allen physiologischen Prozessen (Muskelbewegung, Ionenpumpen)
zusätzliche Spaltungen
Welche Zellart des Blutes kann ihren Energiegehalt nur als Glykolyse decken?
Erythrozyten
Woher stammt die Rote Farbe des Skelettmuskels?
vom Myoglobin
Was entsteht bei Gärung im menschlichen Muskel und was sind die Ausgangsprodukte
Glucose und Pyruvat werden zu Lactat und NAD+
Das Leben ist nur einmal entstanden - wie kommen Biochemiker zu dieser Annahme? Nennen Sie einige Moleküle (mind. 7), die bei fast allen Lebewesen vorkommen. Es gibt Proteine, die bei sehr weit entfernt verwandten Lebenwesen keinerleit Homologien in den Sequenzen aufweisen und trotdem wird behauptet, dass sie einen gemeinsamen Vorfahren haben. Welche experimentellen Befund?
AS/ RNA / DNA aus G/C/T/A / Ribosome / Metabolite (Pyruvat/ Glc) / Proteine / ATP / NAD / H2O
alle selben Stoffwechselweg (Glycolyse etc.)
gleiche 3D Stuktur
Ramachandran Diagramm
gibt bestimmte Faltungsmöglichkeiten an
zeigt auch die bestimmten Wahrscheinlichkeiten an eine bestimmte Faltung zu erhalten
-> wiedersetzen sich den Entropieregeln
Welche von den 20 AS gibt ihnen relativ wenig Möglichkeiten zur 3D Stuktur
Prolin
a) Mit welcher methode das Molekulargewicht des angereinigten Proteins zu bestimmen, was sagt dieses jeweils über das Protein aus?
b) DEnaturierung oder keine Denautierung
Massenspektroskopie
man schießt die Proteine und guckt wie weit die kommen
werden ionisiert durch einen Laser, wird durch ein e Feld geschossen ,definierte Wegstrecke, extrem genaue Mesmenge -> MALDI TOF/ Gradientenzentrifugation/ SDS Page
MALDI TOF: Denaturierung
SDS-PAGE: Denaturierung
Dichtegradienten-Zentrifugation: keine Denaturierung
GIbt es Methoden, wo man hunderte oder sogar tausende Proteine gleichzeitig nachweisen kann?
2D-Gelektrophorese
SDS-Western Blot
IDF (isoelektrischer Punkt wichtig, weil Gleichgeiwcht eingestellt)
Transportierte Gruppe und Carrier zuordnen
a) Sauerstofftransport zwischen Mutter und Baby
b) Funktion von 2-3-BPG?
a) Kind hat spezielle Häm Form, die weniger mit 2-3-BPG interagieren kann -> über Plazenta aufnehmen
b) wichtige Rolle bei Übergang von Relax zu Tense Form - wenn gebunden, dann Tense Form stabilisiert
Wieso liefern die Erythrozyten mehr O2 bei den Muskeln ab, die gerade viel Arbeit verrichten, verglichen mit den ruhenden Muskeln
AS-Seitenkette misst pH-Wert, in arbeitenden Muskeln wird Lactat gebildet -> niedriger pH-Wert -> O2 wird bei sauren pH-Wert und geringem O2 Partialdruck schneller abgegeben
Nennen der 2 Transportformen wie das CO2 zur Lunge transportiert wird
gebunden an Hämoglobin/ als Kohlensäure mit dem Enzym Carboanhydrase (extrem schnelles Enzym)
Wie passt sich der Körper an Höhen an?
mehr Erythrozyten
BPG wird mehr gebildet
Welche ARten von Signalen gibt es, die Schlüsselenzyme in ihrer Aktivität steuern?
Aktivatorische und repressorische
reversible allosterische Kontrolle
kovalente Modifikation
proteolytische Spaltung zur Aktivierung
Endprodukthemmung
Feedforward-Reakion
Welcher Verusch sorgt dafür, dass die für die Frequenz wichtige 3D-Struktur in der Proteinsequenz begründet ist?
Ribonuklease + 8M Harnstoff + beta-Mercaptoethanol -> native, denaturiert Ribonuclease
entziehen der Chemikalien durch einen Dialyseschlauch -> Ribonuklease
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