Proteinaufbau, Enzymwirkung, Kinetik, Hemmung, Meiose und Embryonalentwicklung
Die Aminosäuresequenz – die genaue Reihenfolge der Aminosäuren in der Polypeptidkette. Diese Sequenz bestimmt alle weiteren Strukturen.
Lokale, regelmäßige Faltung durch Wasserstoffbrücken innerhalb der Kette:
Die dreidimensionale Raumstruktur der Polypeptidkette. Entsteht durch Wechselwirkungen der Seitenketten:
Entsteht, wenn mehrere Polypeptidketten (Untereinheiten) zu einem Gesamtprotein zusammentreten.
Beispiel: Hämoglobin = 4 Polypeptidketten (2 α- + 2 β-Ketten).
Merksatz: Primär = Sequenz → Sekundär = lokale Faltung (Helix/Faltblatt) → Tertiär = 3D-Gesamtform (aktives Zentrum!) → Quartär = mehrere Ketten zusammen.
Denaturierung zerstört die Tertiär- und Sekundärstruktur → aktives Zentrum verformt sich → Enzym inaktiv!
Substrat passt genau in das aktive Zentrum wie ein Schlüssel ins Schloss → starre Struktur. Nur ein Substrat passt. Veraltet – vereinfacht!
Das aktive Zentrum verändert seine Form beim Kontakt mit dem Substrat (induzierte Anpassung). Flexibler, erklärt Substratspezifität besser.
Substrat nähert sich dem aktiven Zentrum des Enzyms.
Komplex bildet sich (Induced Fit) – aktives Zentrum passt sich an.
Im aktiven Zentrum wird das Substrat katalysiert – Aktivierungsenergie gesenkt.
Enzym liegt unverändert vor → neuer Zyklus kann beginnen.
Apoenzym + Cofaktor = Holoenzym (aktives Enzym).
Cofaktoren = Metallionen (Zn²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺) oder Coenzyme (NAD, ATP).
Coenzyme = nicht fest gebunden. Prosthetische Gruppen = kovalent gebunden.
→ hohe Bindungsaffinität → Enzym arbeitet effizient, braucht wenig Substrat
→ niedrige Bindungsaffinität → Enzym braucht viel Substrat
🏪 Supermarkt-Modell: Kassen = Enzyme, Kunden = Substrat, bezahlte Kunden = Produkt.
• Bei halbbesetzten Kassen = KM-Wert (halbmaximale Geschwindigkeit)
• Alle Kassen voll = Vmax
• Mehr Kunden bringen nichts, wenn alle Kassen voll sind!
y-Achse: Reaktionsgeschwindigkeit | x-Achse: pH-Wert (1–14)
→ Jedes Enzym hat sein spezifisches pH-Optimum.
y-Achse links: Reaktionsgeschwindigkeit | y-Achse rechts: Stabilität | x-Achse: Temperatur (°C)
→ Optimum beim Menschen: ca. 37°C (Körpertemperatur)
Bei zu hoher Temperatur oder extremem pH-Wert werden die Bindungen der Tertiärstruktur zerstört (Disulfidbrücken, Wasserstoffbrücken). Das aktive Zentrum verformt sich → kein Substrat kann mehr binden → Enzym inaktiv. Oft irreversibel.
Diagramm beschreiben: IMMER x-Achse und y-Achse nennen! Dann: „steigend" → Optimum (konkrete Werte!) → „fallend". Dann Deutung: Warum so? → RGT-Regel / Denaturierung!
Inhibitor bindet am aktiven Zentrum. Ähnelt dem Substrat. Überwindbar mit mehr Substrat. KM steigt, Vmax bleibt gleich.
Inhibitor bindet am allosterischen Zentrum. Ähnelt dem Substrat NICHT. Nicht überwindbar. Vmax sinkt, KM bleibt gleich.
Inhibitor bindet dauerhaft ans aktive Zentrum → Enzym permanent inaktiv.
Beispiel: Aspirin (ASS) hemmt COX-Enzym irreversibel → kein Prostaglandin → weniger Schmerz. Aspirin wirkt zudem blutverdünnend.
Vergleich:
Kompetitiv = Konkurrenz am GLEICHEN Ort (überwindbar mit mehr Substrat).
Allosterisch = Bindung WOANDERS (unüberwindbar, verformt Zentrum).
Merkhilfe: Kompetitiv = Konkurrenz. Allosterisch = Anders.
| Mitose | Meiose | |
|---|---|---|
| Teilungen | 1 | 2 (I + II) |
| Tochterzellen | 2 | 4 |
| Chromosomensatz | diploid (2n) | haploid (n) |
| Identisch? | Ja | Nein (genetisch verschieden) |
| Crossing-over? | Nein | Ja (Prophase I) |
| Wo? | Alle Körperzellen | Nur Keimzellen (Gonaden) |
Wichtige Begriffe:
• Autosome (44) + Gonosome (2) = 46 Chromosomen
• Crossing-over = Austausch von DNA-Abschnitten (Chiasma = Kreuzungspunkt)
• Zygote = Verschmelzung ♂+♀ Zelle → diploid
• Oogonese = Eizellbildung, Spermatogenese = Spermienbildung
Vorkernstadium – diploide Zelle nach der Befruchtung.
16-Zell-Stadium → kompakte Zellkugel, ca. 0,1 mm. Vorher: 2-, 4-, 8-Zell-Stadium.
Hohle Zellkugel mit Differenzierung des Zellmaterials.
Blastozyste wandert über Eileiter → Einnistung in Gebärmutter → Schwangerschaft beginnt, Hormone werden gebildet.
GASTRULATION → 3 Keimblätter, wichtige Organe beginnen Entwicklung (Herz, Gehirn, Wirbelsäule).
Alle Organe angelegt. Ab Woche 9 heißt das Kind Fetus (nicht mehr Embryo).
Befruchtung bis Ende Woche 8. Organanlage – empfindlichste Phase für Teratogene!
Ab Woche 9 bis Geburt. Wachstum, Reifung, Ausdifferenzierung der Organe.
Merksatz: Morula = kompakte Zellkugel. Blastozyste = hohle Kugel. Gastrula = 3 Keimblätter.
Anfang der Schwangerschaft! Empfindlichste Phase, Teratogene wirken am stärksten in Woche 3–8.