- Biochemieklausur Name: Matrikelnr.:

Transkript

1 Name: Matrikelnr.: Nur vollständige Reaktionsgleichungen, Berechnungen und Antworten werden als Lösung der Aufgaben gewertet, das Ergebnis alleine genügt nicht. Der Rechengang muß ersichtlich sein. Erlaubtes Hilfsmittel: Taschenrechner. Den rechten Rand bitte NICHT beschriften.. Zeichnen Sie die Wasserstoffbrückenbindung zwischen zwei Wassermolekülen. 2. Beschreiben Sie mit Hilfe einer Reaktionsgleichung, wie ein Bicarbonat-Ion mit Wasser reagiert. 3. a) Welche Aminosäure ist nicht optisch aktiv? b) Erläutern Sie weshalb. 4. a) Welche reaktive Gruppe gibt es in der Seitenkette von L-Threonin? b) Wie kann diese Gruppe posttranslational modifiziert werden? Nennen Sie zwei Möglichkeiten.

2 Name: Matrikelnr.: 5. a) Nennen Sie zwei Arten von kovalenten Verknüpfungen von Proteinketten. b) Skizzieren Sie eine der beiden Verknüpfungen. 6. Skizzieren Sie (schematisch) die Wasserstoffbrückenbindungen in einer α-helix a) Was ist die ernährungsbedingte Ursache von Skorbut? b) Erklären Sie, wie auf molekularer Ebene die Bindegewebsschwäche bei Skorbut entsteht. 8. Erläutern Sie die folgenden drei Begriffe: a) Hexose b) Furanose c) Ketose 2

3 Name: Matrikelnr.: 9. Wie wird Glukose aktiviert, damit sie eine glykosidische Bindung eingehen kann? 0. Erläutern Sie die biochemische Grundlage der drei Blutgruppen A, B und Was passiert mit dem Insulinrezeptor nach der Bindung des Insulins? 2. a) Nennen Sie zwei Enzyme, die Glucose-6-Phosphat als Substrat haben. b) Wie heißen die entsprechenden Stoffwechselwege? 3

4 Name: Matrikelnr.: 3. a) Welche wichtige Rolle im Stoffwechsel spielt Ribose-5-Phosphat? b) In welchem Stoffwechselweg wird Ribose-5-Phosphat gebildet? 4. a) Wie heißt die Erkrankung, die bei einem Mangel an Vitamin B entsteht? b) Nennen Sie eine spezifische Reaktion, für die dieses Vitamin essentiell ist. 5. Im Citratcyclus entsteht α-ketoglutarat. Mit welcher Reaktion kann es den Citratcyclus verlassen? a) Wie entsteht Aceton in unserem Körper? b) Was passiert mit dem Aceton? c) Bei welcher Erkrankung wird vermehrt Aceton gebildet? 4

5 Name: Matrikelnr.: 7. a) Nennen Sie zwei Hormone, die eine Erhöhung des Blutglukosespiegels bewirken. b) Zu welcher Stoffklasse gehören Sie jeweils und wo in der Zelle befinden sich jeweils ihre Rezeptoren? 8. Nennen Sie a) ein Protein, das als intrazellulärer Eisenspeicher dient und b) ein Plasmaprotein, das Eisen transportiert. 9. Warum verhindert die Zugabe von Citrat die Blutgerinnung im abgenommenen Blut? 20. Zeichnen Sie die Struktur eines IgG Moleküls mit Darstellung von Disulfidbrücken und physiologisch relevanten Bindungsstellen. 2,5 5

6 Name: Matrikelnr.: 2. a) Was versteht man unter freier Energie (G; auch Gibbs sche freie Enthalpie genannt)? b) Woher stammt die freie Energie, die Pflanzen und Bakterien zum Leben brauchen? 22. Welches sind die energiereichen Bindungen im ATP? 23. Aus welchem Stoffwechselweg stammt der größte Teil des CO 2, das wir ausatmen? Welche Enzyme übertragen Elektronen auf Ubichinon? a) Nennen Sie die beiden zyklischen Nukleotide. b) Welche Molekülteile sind hier verknüpft? 6

7 Name: Matrikelnr.: 25. In welchen beiden Stoffwechselwegen wird Carbamoylphosphat synthetisiert? a) Nennen Sie vier unterschiedliche Funktionen von Nukleotiden Beschreiben Sie die Synthese von CTP aus UTP a) Welche Reaktion katalysiert die Ribonukleotidreduktase? b) Nennen Sie zwei Kofaktoren, die daran beteiligt sind. c) Was passiert mit ihnen? Anhand welcher drei Eigenschaften können Sie die einzelnen menschlichen Chromosomen voneinander unterscheiden?,5 7

8 Name: Matrikelnr.: 3. Welche Reaktion katalysiert die DNA Ligase? Beschreiben Sie die Reaktion Was ist p53? Welche beiden prinzipiellen Funktionen hat es?, Welche spontanen Veränderungen der Basen führen zu Mutationen? Nennen Sie zwei Möglichkeiten Welche Mechanismen gibt es, um Fehler in der DNA auszubessern? Nennen Sie zwei Möglichkeiten a) Nennen Sie drei posttranskriptionale Modifikationen bei der Reifung der mrna.,5 b) Wo finden diese Modifikationen statt? 8

9 Name: Matrikelnr.: 36. Was versteht man unter dem Begriff "degeneriert" im Zusammenhang mit dem genetischen Code? Was wird neben der mrna noch zur Proteinsynthese benötigt., Für welchen Prozess ist die Gammacarboxylierung von Glutamat als posttranslationale Modifikation wichtig? 39. Nennen Sie zwei zelluläre Prozesse an denen Cytochrom c beteiligt ist. 40. Nennen sie zwei essentielle Fettsäuren. 9

10 Name: Matrikelnr.: 4. a) Erläutern sie den Aufbau von Triacylglycerin (gerne auch als Skizze!). b) Welche Lipoproteinklasse ist bei einer Hypertriglyceridämie erhöht? c) Nennen Sie eine mögliche Ursache. 42. Mukoviszidose (Cystische Fibrose) gehört zu den häufigsten Erbkrankheiten. a) Wie wird die Krankheit vererbt? b) Welches Genprodukt ist betroffen? c) Welches sind die unmittelbaren Folgen? d) Wie verläuft die Erkrankung bei den Patienten? 0

11 Name: Matrikelnr.: 43. a) Wie heißt das Schlüsselenzym der Cholesterin-Biosynthese? b) Welche Klasse von Wirkstoffen wirkt als kompetitiver Inhibitor des Enzyms? 44. a) Über welche Zwischenprodukte entstehen die Katecholamine aus Phenylalanin? b) Welches Enzym katalysiert die erste Reaktion in dieser Folge? c) Welche Erkrankung tritt bei einem Defekt dieses Enzyms auf? 45. Enzyme können durch die Einwirkung von Effektoren in ihrer Funktion oder Aktivität beeinflusst werden. a) Wo bindet ein kompetitiver Inhibitor am Enzym? b) Welchen Einfluss hätte eine starke Erhöhung der Substratkonzentration?

12 Name: Matrikelnr.: 46. a) Cathepsin D ist ein intrazelluläres Enzym und gehört zur Gruppe der Aspartyl-Proteasen. Worauf beruht diese Klassifizierung? b) Wo wird Cathepsin synthetisiert und in welchem Organell ist die Protease aktiv? 47. Welche Funktion hat die Polyubiquitinierung eines Proteins? 48. a) Was versteht man unter einer ketogenen Aminosäure? 49. Wie muss das in einer glatten Muskelzelle vorkommende Myosin bei der Kontraktion modifiziert werden? 2

13 Name: Matrikelnr.: 50. Wieviel Prozent der Imidazolreste des Histidins tragen bei ph 7 keine Ladung? (pk = 2; pk 2 = 9; pk R = 6) 3 5. Eine Blutalkoholbestimmung ergab im optischen Test ein ΔE = 0,66 bei einem Reaktionsvolumen von,6 ml, in dem 800 µl Serum enthalten waren. (ε 340 NADH = 6,2 x 0 6 cm 2 x mol - ; d = cm; MG Ethanol = 46) a) Beschreiben Sie die enzymatische Reaktion, die dem Test zugrunde liegt. b) Welche Serumalkoholkonzentration ergibt sich in Promille und in g/l? 2 c) Welche Alkoholkonzentration im Vollblut ergibt sich daraus in Promille und in g/l,wenn anschließend mit dem Divisor,23 auf die Konzentration im Vollblut umgerechnet wird? 3

14 Name: Matrikelnr.: 52. Die vollständige saure Hydrolyse eines Peptids ergab folgende Aminosäurezusammensetzung: Ala, 2 Cys, Arg, Thr, Glu, Ile, Phe, Val, außerdem wurde NH 4 + freigesetzt. Der Edmanabbau ergab im ersten Cyclus PTH-Ala und PTH-Thr (PTH, Phenylthiohydantoin). Carboxypeptidase spaltet Ile und Val ab. Die Reduktion mit β-mercaptoethanol ergab zwei Peptide, die nach Hydrolyse folgende Zusammensetzung haben: A: Arg, Cys, Ala, Ile, Glu und NH 4 +. B: Phe, Thr, Val und Cys. Die Behandlung von Peptid A mit Trypsin ergab zwei Peptide der Zusammensetzung: a) Gln, Ile und b) Ala, Arg und Cys. Die Behandlung von B mit Chymotrypsin setzte Val frei. Geben Sie die Struktur des Peptids in der Dreibuchstabenschreibweise wieder. (Trypsin spaltet nach basischen, Chymotrypsin nach aromatischen Aminosäuren) Um Ihre Leistung zu steigern, haben Sie in Ihrem Fitnessstudio Kreatinphosphat gekauft. Die freie Hydrolyseenergie ΔG 0 ' des Kreatinphosphats beträgt -43 kj/mol, die des ATP -30 kj/mol. a) Formulieren Sie aus diesen Angaben eine Reaktionsgleichung, die zur ATP-Synthese führt. b) Berechnen Sie das ΔG 0 ' der Reaktion. Läuft sie freiwillig (spontan) ab? c) Wie groß ist das ΔG' bei 25 C und folgenden Konzentrationen? [ATP] = 5 mm; [ADP] = mm; [Kreatinphosphat] = 45 mm; [Kreatin] = mm (R=8,35 J/mol K). d) Im sich schnell kontrahierenden Muskel wird ATP mit etwa 3 µmol/s g Muskel verbraucht. [ATP] ist im Ruhezustand 4,5 µmol/g, [Kreatinphosphat] 20 µmol/g. Wie lange reichen die ATP-Vorräte bei An- bzw. Abwesenheit von Kreatinphosphat? 4