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Die Primärstruktur von Proteinen
- Besteht aus der spezifischen Abfolge von Aminosäuren in einem Protein.
- Wird durch Peptidbindungen zusammengehalten.
Die Sekundärstruktur von Proteinen
- Wird durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Amino- und Carboxylgruppen stabilisiert.
- Bildet reguläre und repetitive Strukturen der Polypeptidkette (z. B. Alpha-Helix oder Beta-Faltblatt).
Tertiär- und Quartärstruktur von Proteinen
- Stabilisiert durch nicht-kovalente Wechselwirkungen (z. B. hydrophobe Wechselwirkungen, Ionenbindungen).
- Disulfidbrücken verleihen dem Protein eine größere thermische Stabilität.
- Proteine können durch chemische Einwirkungen (z. B. Harnstoff oder β-Mercaptoethanol) destabilisiert/denaturiert werden.
Eigenschaften von Proteindomänen
- Domänen sind oft unabhängige Einheiten innerhalb der Tertiärstruktur.
- Eine Proteindomäne verfügt oft über separate Funktionen.
- Domänen findet man in verschiedenen Proteinen (modulare Bauweise).
Myoglobin und Hämoglobin
- Beide Proteine besitzen die gleiche prosthetische Gruppe (Häm).
- Die Quartärstruktur des Hämoglobins ermöglicht eine komplexere Funktion und Regulation (kooperative Bindung).
Struktur und Funktion von Kollagen
- Die einzelnen Kollagen-Helices sind in einer Tripelhelix durch Wasserstoffbrückenbindungen stabilisiert.
- *Hydroxyprolin* und *Hydroxylysin* sind wichtige Komponenten, die dem Kollagen-Molekül eine größere Faserstabilität verleihen.
- Kollagenfasern werden durch die regelmäßige, versetzte Anordnung von Tropokollagen-Einheiten gebildet.
Eigenschaften von Keratin
- Keratine sind reich an hydrophoben Aminosäuren und Cystein.
- Alpha-Helices bilden Dimere, die sich zu Faserstrukturen verbinden.
- Disulfidbrücken stabilisieren die Faserstrukturen (z. B. in Haaren und Nägeln).
Faserige Proteine und Filamente
- Aktinfilamente (Mikrofilamente) werden durch globuläre Aktin-Proteine gebildet.
Essenzielle Fettsäuren und ihre Bedeutung
- Linolensäure gehört zur **Omega-3 (ω-3)**-Reihe.
- Linol- und Linolensäure sind essenzielle Fettsäuren.
- Sie sind wichtige Bestandteile der Phospholipide in Zellmembranen.
- Arachidonsäure ist ein Vorläufer wichtiger metabolischer Regulatoren (Eicosanoide).
Membranlipide und Signaltransduktion
- *Phosphatidylinositol* ist an der Signaltransduktion beteiligt.
- Ein **Cerebrosid** ist ein Ceramid, das Glukose oder Galaktose als polare Kopfgruppe trägt.
Substratkettenphosphorylierung
- Tritt während der Glykolyse auf (bei der Synthese von Pyruvat).
- Ist ein zentraler Mechanismus in Fermentationsprozessen.
- Tritt im Zitronensäurezyklus auf (Umwandlung von Succinyl-CoA zu Succinat).
Glykogenstoffwechsel (Glykogenolyse)
- Die Glykogenolyse wird bei niedrigem Blutzuckerspiegel aktiviert.
- Die Glykogenolyse produziert direkt **Glucose-1-Phosphat**.
Die Glykolyse
- Findet im Zytosol statt (nicht in der mitochondrialen Matrix).
- Verschiedene Dehydrogenasen katalysieren Reaktionen in diesem Stoffwechselweg.
Bedeutung der Fermentation
- Dabei wird Pyruvat reduziert.
- Die Hauptrolle in der Zelle ist die Regeneration von **NAD+**.
- Es werden netto 2 ATP pro Molekül Glucose generiert.
Acetyl-CoA: Zentrale Stoffwechselrolle
- Der Pyruvatdehydrogenasekomplex produziert Acetyl-CoA.
- Acetyl-CoA tritt in den Zitronensäurezyklus ein, indem es mit Oxalacetat zu Citrat reagiert.
- Acetyl-CoA kann für die Synthese von Lipiden verwendet werden.
Die Elektronentransportkette
- Elektronen werden über die Komplexe I, III und IV in der inneren Mitochondrienmembran transportiert, wobei O₂ zu Wasser reduziert wird.
- Protonen (H+) werden von den Komplexen I, III und IV in den Intermembranraum gepumpt.
Oxidative Phosphorylierung
- Der elektrochemische Protonengradient wird durch die Anreicherung von Protonen im Intermembranraum erzeugt und treibt die ATP-Synthese an.
- Der Komplex der **ATP-Synthase** nutzt den Rückfluss von H+ (Protonen) für die ATP-Synthese.
- Für jedes oxidierte NADH werden theoretisch 3 ATP erzeugt.
Die Glukoneogenese
- Synthese von Glucose ausgehend von Pyruvat.
- Die Pyruvat-Carboxylase produziert Oxalacetat aus Pyruvat.
- Es werden netto 6 ATP-Äquivalente pro synthetisiertem Glucose-Molekül verbraucht.
