Originale Biochemie II Klausur mit perfekter Musterlösung! Geschrieben im WS 2012/2013 an der FU Berlin.
Inhaltsverzeichnis
- Teil I: Essay-Fragen (maximal vier Punkte pro Antwort)
- Stellen Sie die Umgehungsreaktionen (mit Strukturformeln!) dar, durch welche die Gluconeogenese von der Glykolyse getrennt verläuft. Nennen Sie die prosthetische Gruppe, die bei der Initiierung der Gluconeogenese eine Rolle spielt. (4 P)
- Welche Reaktion wird durch das Enzym Pyruvat-Dehydrogenase katalysiert (keine Strukturformeln!)? Nennen und beschreiben Sie drei Mechanismen, die zu seiner Regulation beitragen. (4 P)
- Skizzieren Sie die mitochondriale Atmungskette und nennen Sie pro beteiligtem Enzymkomplex mindestens eine prosthetische Gruppe. (4 P)
- Wozu dient die zyklische Photophosphorylierung? Beschreiben Sie den Elektronenfluss entlang des Redoxpotentials der einzelnen Überträger.
- Erläutern Sie den Proteolysemechanismus von Serinproteasen und zeichnen Sie das katalytische Zentrum von Trypsin. (4 P)
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Klausur dient der Überprüfung des Wissens und Verständnisses der Studierenden in Bezug auf die Vorlesung Biochemie II. Sie umfasst sowohl Essay-Fragen als auch Multiple-Choice-Fragen, die alle wichtigen Themen der Vorlesung abdecken.
- Die Umgehungsreaktionen der Gluconeogenese und deren Trennung von der Glykolyse
- Die Regulation der Pyruvat-Dehydrogenase und deren katalytische Aktivität
- Die mitochondriale Atmungskette, ihre Enzymkomplexe und prosthetischen Gruppen
- Die zyklische Photophosphorylierung und der Elektronenfluss entlang des Redoxpotentials
- Der Proteolysemechanismus von Serinproteasen und das katalytische Zentrum von Trypsin
Zusammenfassung der Kapitel
Teil I: Essay-Fragen (maximal vier Punkte pro Antwort)
1. Stellen Sie die Umgehungsreaktionen (mit Strukturformeln!) dar, durch welche die Gluconeogenese von der Glykolyse getrennt verläuft. Nennen Sie die prosthetische Gruppe, die bei der Initiierung der Gluconeogenese eine Rolle spielt. (4 P)
Die Umgehungsreaktionen der Gluconeogenese sind drei Schritte, die von der Glykolyse abweichen. Diese Schritte beinhalten:
- Die Umwandlung von Pyruvat zu Oxaloacetat durch die Pyruvat-Carboxylase, die Biotin als prosthetische Gruppe verwendet.
- Die Umwandlung von Oxaloacetat zu Phosphoenolpyruvat (PEP) durch die PEP-Carboxykinase.
- Die Umwandlung von Fructose-1,6-bisphosphat zu Fructose-6-phosphat durch die Fructose-1,6-bisphosphatase.
2. Welche Reaktion wird durch das Enzym Pyruvat-Dehydrogenase katalysiert (keine Strukturformeln!)? Nennen und beschreiben Sie drei Mechanismen, die zu seiner Regulation beitragen. (4 P)
Die Pyruvat-Dehydrogenase katalysiert die oxidative Decarboxylierung von Pyruvat zu Acetyl-CoA. Diese Reaktion ist ein wichtiger Schritt im Abbau von Kohlenhydraten und liefert Acetyl-CoA für den Citratzyklus. Die Regulation der Pyruvat-Dehydrogenase erfolgt durch folgende Mechanismen:
- Phosphorylierung/Dephosphorylierung durch die Pyruvat-Dehydrogenase-Kinase und -Phosphatase.
- Allosterische Inhibition durch ATP, NADH und Acetyl-CoA.
- Allosterische Aktivierung durch AMP, ADP, NAD+ und CoA.
3. Skizzieren Sie die mitochondriale Atmungskette und nennen Sie pro beteiligtem Enzymkomplex mindestens eine prosthetische Gruppe. (4 P)
Die mitochondriale Atmungskette besteht aus vier Enzymkomplexen, die Elektronen von NADH und FADH2 auf Sauerstoff übertragen. Jeder Komplex enthält verschiedene prosthetische Gruppen, die an der Elektronentransportkette beteiligt sind:
- Komplex I (NADH-CoQ-Reduktase): FMN und Eisen-Schwefel-Cluster.
- Komplex II (Succinat-CoQ-Reduktase): FAD und Eisen-Schwefel-Cluster.
- Komplex III (CoQH2-Cytochrom-c-Reduktase): Cytochrom b, Cytochrom c1 und Eisen-Schwefel-Cluster.
- Komplex IV (Cytochrom-c-Oxidase): Cytochrom a und Cytochrom a3.
4. Wozu dient die zyklische Photophosphorylierung? Beschreiben Sie den Elektronenfluss entlang des Redoxpotentials der einzelnen Überträger.
Die zyklische Photophosphorylierung dient der ATP-Synthese, wenn ein Überschuss an NADPH vorhanden ist. Der Elektronenfluss erfolgt dabei zyklisch, ohne die Produktion von NADPH. Der Elektronenfluss verläuft dabei wie folgt:
- P700 wird durch Licht angeregt und gibt Elektronen an Ferredoxin ab.
- Ferredoxin gibt die Elektronen an den Cytochrom-bf-Komplex weiter.
- Der Cytochrom-bf-Komplex leitet die Elektronen an Plastocyanin weiter.
- Plastocyanin gibt die Elektronen an P700 zurück.
5. Erläutern Sie den Proteolysemechanismus von Serinproteasen und zeichnen Sie das katalytische Zentrum von Trypsin. (4 P)
Serinproteasen sind Enzyme, die Peptidbindungen in Proteinen spalten. Das katalytische Zentrum von Serinproteasen enthält eine katalytische Triade, die aus Serin, Histidin und Aspartat besteht. Die OH-Gruppe des Serins greift das Carbonyl-C der Peptidbindung an. Durch die katalytische Triade wird das Serin zu einem starken Nukleophil aktiviert. Trypsin ist eine Serinprotease, die spezifisch Peptidbindungen nach basischen Aminosäuren spaltet. Das katalytische Zentrum von Trypsin enthält eine katalytische Triade, die aus Serin, Histidin und Aspartat besteht. Die OH-Gruppe des Serins greift das Carbonyl-C der Peptidbindung an. Durch die katalytische Triade wird das Serin zu einem starken Nukleophil aktiviert. Trypsin ist eine Serinprotease, die spezifisch Peptidbindungen nach basischen Aminosäuren spaltet.
Schlüsselwörter
Die Klausur behandelt wichtige Konzepte der Biochemie II, darunter die Gluconeogenese, die Pyruvat-Dehydrogenase, die mitochondriale Atmungskette, die zyklische Photophosphorylierung und die Proteolyse von Serinproteasen. Weitere wichtige Begriffe sind Umgehungsreaktionen, prosthetische Gruppen, Redoxpotential, katalytische Triade und Enzyme.
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- Lise Meitner (Autor), 2013, Biochemie II Klausur mit Musterlösungen, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/278381
