Vertiefendes Seminar zur Vorlesung Biochemie I Bearbeitung

Vertiefendes Seminar zur Vorlesung Biochemie I
10.12.2015
Bearbeitungg Übungsblatt
g
7
Gerhild van Echten-Deckert
Fon. +49-228-732703
Homepage:
http://www.limes-institut-bonn.de/forschung/arbeitsgruppen/unit-3/
Röntgenstruktur der PFK (Phosphofruktokinase):
Tertramer (gezeigt 2 UE)
ADP-C
ADPFBP--C
FBP
N
O
P
Mg
Überlagerung jener Segmente der T-Form und
R-Form
F
d Enzyms
des
E
deren
d
Konformation
K f
ti
beim allosterischen Übergang T
T----->R
>R am
meisten betroffen ist.
PGC:: 22--Phosphoglykolat = unphysiol.
PGC
Inhibitor (PEP
(PEP--Analogon)
ADP:: Aktivator für RADP
R-Form
F6P: kooperativ
kooperativ--bindendes Substrat
Glykolyse - Übersicht
Vorbereitung:
Energiegewinnung:
Keine Einbahnstraße sondern
verzweigtes Stoffwechselnetz !!!
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Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Schritte der Glykolyse: Phosphorylierung katalysiert von Hexokinase
„Isoenzyme
Isoenzyme“
• ubiquitär
q
• unspezifisch (katalysiert Phosphorylierung vieler Hexosen)
• benötigt Mg-ATP-Komplex als Kosubstrat
• KMGlc < 100 µM
M !!!
•Achtung:
in der Leber Glucokinase:
KMGlc = 10 mM
Induced fit
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
6
In Tumorgewebe ist die Glykolyserate sehr hoch
Zelltransformation bedeutet auch
Umschalten auf hohe Glykolyserate
um auch unter Sauerstoffmangelbedingungen den zellulären Energiehaushalt zu sichern
p53:
53 “W
“Wächter
h
des
d Genoms”;
G
”
“Bremse” die Zellen vor
unkontrolliertem Wachstum
schützt.
hüt t
Hohe Glykolyserate in Tumorgewebe wird diagnostisch genutzt
Durch die Hexokinase
Hexokinase-katalysierte
katalysierte Phosphorylierung wird 18F
F-markierte
markierte 2FdG in den
Zellen als 6-PhosphoFdG „gefangen“ und mittels Positronenemissionstomographie detektiert.
Metastasendetektion nach operativ entferntem Melanom
CT
PET
Falschfarben
Gluconeogenese
Glykolyse
Enzyme der Glykolyse dienen
der Umwandlung von Nichtkohlenhydrat-Bausteinen wie
L t t Pyruvat,
Lactat,
P
t Aminosäuren
A i ä
in Glucose.
Energiebilanz:
Was ist der Preis für die
unabhängige Regulation
der beiden Stoffwechselwege?
Lehninger Principles of Biochemistry
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Nelson & Cox
Citratzyklus: Übersicht
11
Berg, Tymoczko, Stryer: Biochemistry
Glyoxylatcyclus
- „Schließt Isocitrat mit Malat
kurz“
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Steuerung von Stoffwechselwegen
Feed-forward Stimulation: ein allgemeiner metabolischer
Kontrollmechanismus (Regulationsprinzip), bei dem das Produkt
eines
i
früh
f üh im
i Stoffwechselweg
S ff
h l
aktiven
ki
Enzyms
E
die
di Aktivität
Ak i i ä eines
i
Enzyms später im gleichen Stoffwechselweg arbeitenden Enzyms
antreibt.
antreibt
Beispiel:
(Glykolyse)
Fruktose-1,6-Bisphosphat stimuliert Pyruvatkinase
Feed-back Inhibition: ein allgemeiner metabolischer
K
Kontrollmechanismus
ll
h i
(Regulationsprinzip),
(R l i
i i ) bei
b i dem
d das
d
Endprodukt eines Biosyntheseweges die Aktivität eines der ersten
Enzyme dieses Biosentheseweges hemmt
hemmt.
Beispiel: CTP hemmt Aspartat Transcarbamoylase
(Pyrimidinbiosynthese)
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Nicht-enzymatische Glykierung von Proteinen
Löffler, Petrides: Biochemie und Pathobiochemie