Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie Geschäftsführender Direktor: Univ.-Prof. Dr. phil. P. Bruckner Kursleitung: Prof. Dr. G. Mersmann Prüfungsfragen der Zahnärztlichen Vorprüfung im Fach Physiologische Chemie (gültig ab Frühjahr 2007) Bei den Prüfungen kommt je ein Thema aus den Themenkomplexen I, II und III zur Sprache: Themenkomplex I: Aminosäuren Was sind proteinogene Aminosäuren, welche funktionellen Gruppen kommen in ihren Seitenketten vor? Beschreiben und erklären Sie die Pufferwirkung freier Aminosäuren. Welche Aminosäuren sind für die puffernde Wirkung von Proteinen von Bedeutung? Was sind glucoplastische, ketoplastische und essentielle Aminosäuren? (Beispiele) Schildern Sie das Prinzip der glucoplastischen Verwertung von Ala oder Asp oder Glu. Mit welchen Reaktionen wird der Aminostickstoff aus Aminosäuren entfernt und wie gelangt er zur Leber? Was sind und wie entstehen biogene Amine? (Beispiele) Harnstoffsynthese Bedeutung der Glutaminsynthese und Glutaminase für die Entsorgung des Aminosäure-Stickstoffs. Prinzip der Entsorgung des Aminosäuren-Stickstoffs Proteine Erläutern Sie die Begriffe Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur von Proteinen. Was ist eine Peptidbindung? Welche Eigenschaften hat sie? Wie kommt es zur Sekundärstruktur von Proteinen? Nennen Sie Beispiele. Welche Wechselwirkungen sind an der Ausbildung der Tertiärstruktur von Proteinen beteiligt? Welche Bedeutung hat die Quartärstruktur von Proteinen? Beispiele Was sind prosthetische Gruppen? Nennen Sie Beispiele. Nennen Sie Beispiele für Funktionen von Proteinen, die nicht von ihrer speziellen Raumstruktur abhängen.
- 2 - Nennen Sie Beispiele für Funktionen von Proteinen, die von ihrer speziellen Raumstruktur / Fähigkeit zur spezifischen Erkennung abhängen. Geben Sie einen Überblick über die Prozesse der Proteinbiosynthese. Welche Funktionen haben trna und mrna bei der Proteinbiosynthese? Aufbau und Funktion von Ribosomen Hemmstoffe der Proteinbiosynthese Proteinprozessierung: Ort und Beispiele (Glykoproteine, Proteoglykane, Kollagen). Was ist und welche Funktion hat die proteolytische Modifikation von Proteinen? Beispiele Gastrointestinale Proteinverdauung und Aminosäure-Resorption. Enzymologie: Erläutern Sie die Begriffe Apo-, Co-, Holoenzym, Isoenzyme, multiple Enzymformen. Was ist das aktive Zentrum eines Enzyms und was passiert dort? (Prinzip der enzymatischen Katalyse) Wie hängt die Geschwindigkeit enzymkatalysierter Reaktionen von der Enzym- und Substratkonzentration ab? Wie hängt die Geschwindigkeit enzymkatalysierter Reaktionen vom ph und von der Temperatur ab? (Begründung für den Verlauf) Beeinflussung der Geschwindigkeit enzymkatalysierter Reaktionen durch Induktion / Repression (Beispiele) Beeinflussung der Geschwindigkeit enzymkatalysierter Reaktionen durch kompetitive und nichtkompetitive Effektoren und durch chemische Modifikation (Beispiele) Erläutern Sie die Begriffe kooperative Enzyme und Allosterie. Bedeutung der Phänomene für die Stoffwechselregulation Stellung gut regulierbarer Enzyme in Stoffwechselwegen, Rückkopplungshemmung. (Beispiele) Kohlenhydrate Wichtige Nahrungskohlenhydrate: Struktur und Verdauung Aufnahme von Glucose in Mucosa- und andere Zellen Überblick über den zellulären Glucosestoffwechsel Glykogensynthese und Glykogenolyse aerobe und anaerobe Glykolyse Pentosephosphatweg (Stellung im KH-Stoffwechsel, Substrate und Produkte, Funktion) Pyruvatdehydrogenasereaktion Gluconeogenese (Substrate, Verlauf, spezifische Reaktionen, Bedeutung) Regulation des erhöhten Blutglucosespiegels (Prozesse, Hormone) Regulation des erniedrigten Blutglucosespiegels (Prozesse, Hormone) Organunterschiede in der Glucoseabhängigkeit und der Fähigkeit zur Kohlenhydrat-Speicherung und Gluconeogenese. Stoffwechsel der Galaktose Stoffwechsel der Fructose Wo und wie werden Zucker in Glykoproteine eingebaut. Welche Zucker kommen dort vor?
- 3 - Glykoproteine und -lipide als Blutgruppen-Determinanten Lipide Gemeinsame Eigenschaften und strukturelle Einteilung von Lipiden. Hydrophobe Vitamine Fettsäuren: Struktur, Vorkommen in der Nahrung, Bedeutung. Was sind essentielle FS? Triglyceride: Struktur, Vorkommen in der Nahrung, Funktion. Struktur und Funktionen von Phosphoglyceriden und Sphingolipiden. Lipide mit amphiphilen Eigenschaften; Membranaufbau Emulgierung, Verdauung und Resorption von Nahrungslipiden Intestinaler Abbau der Triglyceride, Lipidresorption Aufbau und Klassifizierung von Lipoproteinen, Transport und Verteilung von Nahrungs-Lipiden Transport und Verbleib von endogen gebildeten Lipiden LDL und Cholesterinstoffwechsel Prinzip der intrazellulären Fettsäuresynthese Energiegewinnung aus Fettsäuren Triglyceridsynthese und -abbau (prinzipiell) Struktur, Bildung und Verwertung von Ketonkörpern Cholesterin: Struktur und Funktion Cholesterin: Prinzip der Synthese und Verbleib Energiestoffwechsel Struktur und Funktionen von ATP Bedeutung von ATP für den zellulären Energiehaushalt Reaktionsmöglichkeiten von ATP Möglichkeiten der Synthese von ATP (aus ADP und Phosphat) Erläutern Sie die Begriffe Substratkettenphosphorylierung und oxidative Phosphorylierung Überblick über die Energiegewinnung aus Glucose Überblick über die Energiegewinnung aus Fettsäuren Überblick über die Energiegewinnung aus Aminosäuren Funktionen des Citratcyclus ATP-Bildung durch oxidative Phosphorylierung: Beteiligte Prozesse, Organisation und Kopplung Themenkomplex II: Nucleinsäuren Struktur und Funktion von Nucleotiden Abbau der Purinnucleotide Verknüpfung von Nucleotiden zu Nucleinsäuren: Struktur und Reaktionsprinzip
- 4 - Struktur der DNA Erläutern Sie die Begriffe: Chromatin, Genom, Gen, Codon, genetischer Code Erläutern Sie die Begriffe: Promotor, Enhancer, Silencer, Induktion, Repression Erläutern Sie die Begriffe: Exon, Intron, hnrna, Spleißen, mrna, Erläutern Sie die Begriffe: Transkription und Translation. Prinzip der DNA-Replikation: semikonservative Reduplikation, Replikationsgabel, beteiligte Enzyme. Mutationen: Konsequenzen und Reparatur; Bau und Vermehrung von Viren (prinzipiell) Hormone Hormone: Definition; Einteilung auf der Grundlage der Struktur, der Bildungsorte, der Stoffwechselbereiche, der Transduktionswege Signaltransduktion hydrophober Signalmoleküle (Beispiele) Signaltransduktion hydrophiler Signalmoleküle: Rezeptoren und intrazelluläre Effektomoleküle Durch camp-vermittelte Hormonwirkung (Beispiele und Verlauf) Durch Inositoltrisphosphat- / Diacylglycerin vermittelte Hormonwirkung (Beispiel und Verlauf) Membranrezeptoren mit intrazellulärer Tyrosin-spezifischer Proteinkinaseaktivität (z.b.insulinrezeptor). Wirkung von Insulin, Glucagon und Adrenalin auf den Blutglucosespiegel und den Haushalt der Energiesubstrate. Synthese und Wirkungen von Insulin Insulinmangel, Diabetes mellitus. Hormonelle Regulation des extrazellulären Ca 2+ und Phosphatspiegels Synthese und Wirkungen von Thyroxin Zelle und Zellorganelle Bestandteile, Bau und Eigenschaften der Plasmamembran Durchlässigkeit von und Transport durch biologische Membranen HLA-Antigene und andere Membranproteine Bau und Funktion des Zellkerns Bau und Funktion der Mitochondrien Bau und Funktion der Lysosomen und Proteasomen Bau und Funktion der Ribosomen Bau und Funktion von Endoplasmatischem Retikulum und Golgi-Apparat Cytoskelett und Zell-Zell-Kontakte Spezialisierte Gewebe Entgiftungs- und Ausscheidungsfunktion der Leber Bedeutung der Leber für die Homöostase und den Stoffwechsel anderer Organe. Proteine des Blutplasmas und ihre Funktionen
Blutzellen und ihre Funktionen - 5 - Themenkomplex III: Ernährung und Verdauung Empfehlungen für die Nahrungsmenge und -zusammensetzung, Energiegehalt von Nährstoffen und Ethanol essentielle Nahrungsbestandteile, wasser- und fettlösliche Vitamine Sekrete von Speicheldrüsen, Magen, Pankreas und Galle und darin enthaltene Verdauungsenzyme. Verdauung von Nahrungs-Proteinen und Aminosäureresorption Verdauung von Nahrungs-Kohlenhydraten und Resorption von Monosacchariden Verdauung und Resorption von Nahrungs-Lipiden. Abwehr Komponenten und Mechanismen der humoralen unspezifische Abwehr Komponenten und Mechanismen der zellulären unspezifischen Abwehr Akute-Phase-Reaktion Adaptive Immunabwehr: humorale und zelluläre Elemente; wogegen und wie schützt sie Erläutern Sie die Begriffe Antigen, Hapten, Immunogen, klonale Selektion, aktive und passive Immunität; Rolle von B- und T-Lymphocyten in der adaptiven Immunabwehr Beschreiben Sie die Struktur von Immunglobulinen. Worin besteht ihre Schutzwirkung? Strukturelle und funktionelle Unterschiede der Ig-Klassen Welche Immunglobuline finden sich im Mundraum und wie gelangen sie dorthin? Grundlagen der Antikörpervielfalt. Extrazelluläre Matrix und Hartgewebe Kollagen-Typen: Vorkommen, Gemeinsamkeiten und Unterschiede, charakteristische Aminosäuren, Kollagen-Synthese (intra- und extrazelluläre Vorgänge) Kollagen-Abbau Bedeutung von Kollagen für die Mineralisation von Hartgeweben Proteoglykane: Strukturprinzip, Prinzip der Synthese des Glykananteils Glykoproteine: O- und N-Glykane und Prinzip ihrer Synthese. Osteocalcin: Bedeutung für die Mineralisation, Vitamin-K-abhängige Carboxylierung; Anorganische Bestandteile von Hartgeweben Prinzip der Bildung von Hartgeweben (Biomineralisation) [Beteiligung der Zellen; Rolle der extrazellulären organischen Matrix, Phosphoproteine] Unterschiede zwischen Knochen und Zahnhartgeweben; Eigenschaften, Bildung und Reifung des Zahnschmelz
- 6 - Eigenschaften, Bildung und Reifung des Dentins und Zahnzements Desmodont Austauschvorgänge am reifen Zahnmineral. Bedeutung von Fluorid für die Bildung und Säureresistenz des Zahnschmelzes Trinkwasserfluoridierung: Argumente dafür und dagegen Ratschläge und Maßnahmen zur Kariesprophylaxe Biochemie und Pathobiochemie des Mundraumes * Bildung und anorganische Bestandteile des Speichels organische Bestandteile des Speichels Schutz- und andere Funktionen des Speichels Bedeutung von Mikroorganismen für Schäden an Zähnen und Zahnfleisch Plaquebildung: Voraussetzungen, Komponenten, Ablauf, Einflussmöglichkeiten Karies: Voraussetzungen, Mechanismen der Entstehung, Verlauf Kariesprophylaxe Parodontopathien: Voraussetzungen, Entstehungsmechanismen, Verlauf, allgemeine Entzündungreaktionen. Komponenten von Zahnpasten (prinzipiell und mit konkreten Beispielen), Eigenschaften und Wirkung einzelner verwendeter Bestandteile Grundsätzliche experimentelle Methoden Grundlagen der Photometrie; grundsätzlicher Aufbau eines Photometers Was ist Enzymaktivität? Warum, wie, in welchen Einheiten und Proben wird sie gemessen? (Beispiel) Prinzip des "optischen Tests" Enzymatische Bestimmung von Metabolitkonzentrationen (Beispiel) Grundlage der Enzymdiagnostik Wie funktioniert und wozu dient Gelfiltration? Wie funktioniert und wozu dient Ionenaustauschchromatographie? Elektrophorese von Serumproteinen; weitere elektrophoretische Methoden Methoden zur Bestimmung von Hormonkonzentrationen (Beispiel) Was ist, wie funktioniert und wozu dient PCR? Restriktionsendonucleasen: Herkunft, Einsatz