Seminar „Synthese und Verwertung von Nukleotiden“ (1.SW, 19.10

Seminar „Synthese und Verwertung von Nukleotiden“ (1.SW, 19.10.‐23.10.2015) 1. Fragen zur Wiederholung 1.1 Wiederholen Sie wichtige Prinzipien des Stoffwechsels: ‐Was sind „energiereiche“ Bindungen? ‐Nennen Sie Beispiele für Verbindungen mit energiereichen Bindungen! ‐Wie werden Stoffwechselwege reguliert? Nennen Sie 3 Möglichkeiten! 1.2 Wiederholen Sie die Nomenklatur der Nukleotide am Beispiel von AMP und CMP und benennen Sie jeweils die freie Base, das Nukleosid und das Nukleotid! 1.3 Nennen Sie drei wichtige Funktionen von Nukleotiden! 2. Fragen zur Lernkontrolle 2.1 Stoffwechsel der Pyrimidinnukleotide 2.1.1 Nennen Sie die Ausgangsstoffe für die Pyrimidin‐Synthese! 2.1.2 Über welchen Stoffwechselweg wird Ribose‐5‐P bereitgestellt? 2.1.3 Welche Verbindung wird als Lieferant der NH2‐Gruppe zur Synthese von CTP aus UTP benötigt? 2.1.4 Wie erfolgt die Synthese der Desoxyribonukleotide? 2.1.5 Welches Vitamin dient als Coenzym bei der Synthese von dTMP aus dUMP? 2.1.6 Beschreiben Sie die Regulation der Pyrimidinsynthese. 2.2 Stoffwechsel der Purinnukleotide 2.2.1 Welche Bausteine werden für die Synthese von Purinen benötigt? Kennzeichnen Sie die Herkunft der einzelnen Ring‐Atome des Puringerüstes! 2.2.2 Wie wird die Purinsynthese reguliert? Nennen Sie das Schlüsselenzym der Purinbiosynthese! 2.2.3 Wie werden Purinnukleotide abgebaut? Nennen Sie die Abbauprodukte! 2.2.4 Was verstehen Sie unter dem Begriff Salvage Pathway? 2.3 Klinik 2.3.1 Welches Enzym des Nukleotidstoffwechsels ist beim Lesch‐Nyhan‐Syndrom defekt? Welche Symptome sind zu erwarten? 2.3.2 In der Tumortherapie werden Pharmaka eingesetzt, die die Synthese von Nukleotiden beeinflussen. Nennen Sie zwei Beispiele und zeigen Sie, an welcher Stelle des Nukleotidstoffwechsels diese Chemotherapeutika jeweils wirken! 2.3.3 Durch die Auswahl von Pharmaka, die spezifisch auf prokaryontische Organismen wirken, besitzt der behandelnde Arzt die Möglichkeit, bakterielle Infektionen zu bekämpfen. Nennen Sie ein Beispiel für ein Antibiotikum, das den Nukleotidstoffwechsel von Bakterien beeinflusst! 2.3.4 Welches Stoffwechselprodukt häuft sich bei Gicht an? Wie kann die Krankheit medikamentös behandelt werden? Welche Ernährungsempfehlung geben Sie Ihrem Patienten? 2.3.5 Welche Auswirkungen hat das Fehlen des Enzyms Adenosin‐Desaminase (Adenosin‐
Desaminase‐Mangel)? Auszug aus „Chemie für Mediziner und Biochemie/Molekularbiologie“ IMPP‐GK 1 (Januar 2014) 12 Struktur und Eigenschaften von Nucleotiden und Derivaten, Nucleinsäuren 12.1 Nucleoside, Nucleotide und Nucleotidderivate 12.1.1 Klassifizierung, Struktur: Purin‐ und Pyrimidinbasen, Pentosen, Nucleoside sowie deren Mono‐, Di‐ und Triphosphate (Nucleotide); Keto‐Enol‐Tautomerie 12.1.2 Reaktionen: Unterschiede zwischen Ribose‐ und Desoxyribose‐Reihe, Hydrolyse von Ester‐, Anhydrid‐ und N‐glykosidischer Bindung 12.1.3 Beispiele: Erkennen folgender biochemisch wichtiger Strukturen als Nucleotidderivate: cAMP, cGMP, PAPS, SAM, NAD+, NADP+, FAD, CoenzymA, Coenzym B12, Coffein als methyliertes Purin, UDP‐Glucose, CDP‐Cholin, Carbonsäureadenylate 19 Speicherung, Übertragung und Expression genetischer Information 19.1 Nucleotide 19.1.1 Synthese: Pyrimidin‐Synthese, Grundzüge der Purinnucleotid‐Synthese, Umwandlung von IMP in AMP/GMP, Bereitstellung von Pentosen (Pentosephosphatweg), Glutamin und Aspartat als hauptsächliche Stickstoffquellen, Regulation der Schrittmacherreaktionen, Beteiligung von Folsäure‐
Metaboliten, Methotrexat und Fluorouracil als Zytostatika; Sulfonamide als Antibiotika, Wiederverwertung von Purin‐ und Pyrimidinbasen, Ribonucleotidreduktase; Lesch‐Nyhan‐Syndrom Hemmstoffe der Nucleotid‐Synthese zur Tumortherapie und Immunsuppression 19.1.2 Funktion: Cofaktoren, Energieträger, Bausteine von Nucleinsäuren, Signalsubstanzen (second messenger, Neurotransmitter, s. a. 32.4), Aktivierung von Zuckern und Lipidbausteinen 19.1.3 Abbau: Bildung von Harnsäure aus Purinnucleotiden; Störungen des Stoffwechsels und der Ausscheidung von Purinen, Hyperurikämie und Gicht SCID, Adenosin‐Desaminase‐Mangel; Pharmakotherapie, z. B. mit Allopurinol