Medizin Biochemie – Zitratzyklus und Atmungskette
Karteikarten zum Thema „Medizin“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Wo findet der Zitratzyklus in der eukaryotischen Zelle statt? · Welches Enzym katalysier…
Karten
15 KartenWo findet der Zitratzyklus in der eukaryotischen Zelle statt?
Rückseite
Der Zitratzyklus läuft in der Mitochondrienmatrix ab, wohingegen die Atmungskette in der inneren Mitochondrienmembran lokalisiert ist.
Welches Enzym katalysiert den ersten Schritt des Zitratzyklus und welches Substrat wird gebildet?
Rückseite
Citrat-Synthase kondensiert Acetyl-CoA (2 C) mit Oxalacetat (4 C) zu Citrat (6 C) – der commitierte Schritt des Zyklus.
An welchen drei Stellen des Zitratzyklus entsteht NADH und welches Enzym ist jeweils beteiligt?
Rückseite
Isocitrat-Dehydrogenase, α-Ketoglutarat-Dehydrogenase und Malat-Dehydrogenase oxidieren Substrate und reduzieren NAD⁺ zu NADH.
Bei welcher Reaktion des Zitratzyklus wird FADH₂ gebildet und welches Enzym katalysiert sie?
Rückseite
Succinat-Dehydrogenase (Komplex II der Atmungskette) oxidiert Succinat zu Fumarat und reduziert FAD zu FADH₂.
Welches hochenergetische Phosphat wird im Zitratzyklus substratstufenphosphoryliert gebildet?
Rückseite
Succinyl-CoA-Synthetase bildet GTP (bei Säugetieren) bzw. ATP (bei Pflanzen/Bakterien) aus Succinyl-CoA und GDP/ADP.
Wie viele ATP-Äquivalente ergeben sich pro Acetyl-CoA im Zitratzyklus bei vollständiger Oxidation?
Rückseite
Pro Acetyl-CoA: 3 NADH (7,5 ATP), 1 FADH₂ (1,5 ATP), 1 GTP (1 ATP) = 10 ATP-Äquivalente insgesamt.
Welche beiden Hauptregulationsebenen kontrollieren die Fluxrate des Zitratzyklus?
Rückseite
Allosterische Regulation (ATP, NADH, Citrat inhibieren; ADP, Ca²⁺ aktivieren) und Substratverfügbarkeit (Acetyl-CoA, Oxalacetat, NAD⁺).
Welche vier Proteinkomplexe bilden die Atmungskette und welcher überträgt Elektronen von NADH?
Rückseite
Komplex I (NADH-Dehydrogenase), II (Succinat-Dehydrogenase), III (Cytochrom-bc₁), IV (Cytochrom-c-Oxidase); Komplex I nimmt NADH-Elektronen auf.
Welche mobilen Elektronentransporter verbinden die Komplexe der Atmungskette?
Rückseite
Ubichinon (Coenzym Q) im Membraninneren verbindet Komplex I/II mit III; Cytochrom c im Intermembranraum verbindet III mit IV.
Wie viele Protonen werden pro NADH von der Matrix in den Intermembranraum gepumpt?
Rückseite
Komplex I pumpt 4 H⁺, Komplex III 4 H⁺, Komplex IV 2 H⁺ – insgesamt 10 Protonen pro NADH-Molekül.
Was ist der Protonenmotorische Kraft (PMF) und aus welchen Komponenten setzt sie sich zusammen?
Rückseite
PMF = ΔΨ (membranpotenzielle Komponente, ca. -180 mV, Matrix negativ) + ΔpH (chemische Komponente, ca. 0,5 pH-Einheiten, Matrix alkalisch).
Wie viele Protonen müssen durch die ATP-Synthase fließen, um ein ATP zu synthetisieren?
Rückseite
Ca. 3-4 Protonen pro ATP (3 für Synthese + 1 für Transport von ADP/Pi und ATP über Adenin-Nukleotid-Translokase).
Welches Inhibitor bindet an die Fo-Untereinheit der ATP-Synthase und blockiert den Protonenfluss?
Rückseite
Oligomycin blockiert den Protonenkanal der Fo-Untereinheit und hemmt damit die ATP-Synthese komplett.
Was bewirkt 2,4-Dinitrophenol (DNP) als Entkoppler der oxidativen Phosphorylierung?
Rückseite
DNP shuttle Protonen über die innere Mitochondrienmembran zurück in die Matrix, dissipiert den Protonengradienten und setzt Energie als Wärme frei.
Wie hoch ist die theoretische maximale ATP-Ausbeute pro Glucose bei vollständiger aeroben Oxidation?
Rückseite
Glycolyse (2 ATP + 2 NADH), Pyruvat-Dehydrogenase (2 NADH), Zitratzyklus (2 GTP + 6 NADH + 2 FADH₂) → ca. 30-32 ATP gesamt.