Zelle, Zellmembran, Transport durch Membran, Enzyme

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Lipid-Doppelschicht A Phospholipid- Doppelmembran Röpfe (media) TIIT reschwange (worserablishmend) Einfache Diffusion: 00 2.1.3 Funktionen der Zellmembran H •Kompartimentierung (Abgrenzung) •Kontroue des Stofftransports Sighalabertragung •Enzymaktivitat (Sitz von Stoffwechselenzymen) Stabilitat Everankerung von Proteinen mit Cytuskelett) •Rezeptorentzelerkennungsstelle imunsystem) 3.1 Passiver Transport -Protonenpumpe ood ATP hone konz H+ ц ц ц = DIFFUSION Von Teuchen durch eine Membran Diffusion: Bestrepen von Teilchen, sich gleichmäßig im vorhandenen Raum zu verteilen (z.B. Tinte in Wasser, Raumspray) Diffusions- Jede Substanz diffundiert entlang ihres Konzentrationsgradienten (K-Gefälles). Dieser Vorgang ist spontan gesetz: and erfordert keine Energie. Diffusion an der Selektiv permeablen Membran: niedrige konz 3. Transport durch Membranen außen 2.1.2. Grundaufbau Biomembran (Flüssig-Masalk-Model) Kontenhydratuette Glykoprotein AUBEN innen Glyko- Upid 000000 Tunnel/Rand foo peripheres Protein Erleichterte Diffusion: 000 o hone konz. APA PAR 3.2 aktiver Transport -energieabhängige Bewegung von Stoffen ENIGEGEN des Konzentrationsgradienten ausschießlich durch Carrier benötigt Energie aus ATP niedrige konz Tunnel- Protein O integrales Comenkara Protein Carrier INNEN Merke: Jeder Stoff diffundiert entlang seines eigenen konz-Gefälles! OO hone konz 999 niedrige konz - Membranprotein pumpt unter Energieverbrauch (ATP) H+ nach außen (Primär aktiver Transport) Konzentrationsgradient wird ausgebaut (Chemischer Gradient) Ladungsunterschied wird aufgebaut (elektrischer Gradient) Sinn: E-Queue", kann andre stoffe beim „Rückfluss" mittransportieren/,„„mitreißen“ 3.3 Transport über vesikel se (Endo-und Exocytose Phagocytase (große Teilchen) -Pinocytose (kleine Teilchen) ::| -rezeptorvermittelt ↑ Rezeptor 3.5 Osmose selektiv permeable Membran (undurchlässig für ZuckermoteRate) 200m aut die Membran booo[ Umgebung. (Konzentrierter als innen) но 40940 geschrumpft (gleich wie Umgebung) H₂O einfache Diffusion √140 normal Passiver Transport gemar Kaizentra tionsgefalle -gerichteter Fluss von Wasser (oder einem anderen Lösungsmitter) durch eine selektiv permeable Membran die zwar für das Lösungsmittel nicht jedoch für die darin gelasten Stofle /den Stoff durchlässig ist. Wasser diffundiert entlang des Konzentrationsgradient gleiche Zuderkonzentration Weiteres Beispiel: hypertonische isotonische hypotonische Umgebung umgebung (verdünnter aus innen) H₂O 3.4 Übersicht Transportmechanismen Stofftransport. erleichterte Dillusion carrier, kanal Proteine Ohne vesikel freies Wassertellchen un Tysiert aktiver Transport entgegen Konzentra tionsseralle unter Energieverbrauch mit vesikel. Endocytose Exoticy tase 07 Merke: Wasser diffundiert vom Bereich höherer Kon- zentration zum Bereich niedrigerer konzentration "freien Wassers"." Versuch: destillientes Wasser Membran- fluss imer halb der Zelle Kirsche ver- ardhen sich In den Zellen & Kirsche ist Früchtzucker. gelöst. Der Antel ( freier Wassermolekule ist außerst gering im Gegensatz zu ausen Wasserteilchen i.d. Hydrathalle (100% Freie 1₂0-Molekale). Daher Stroint Wasser in die Kirschzellen. Rirsche Platzt 4.1 Enzyme & Spezifitäten Wiederholung aus der Chemie: Katalysatoren V: Zersetzung von Wasserstofperoxid-Lösung (10%-ig) B. Kartoffer адна E: Analyse Wasserstoff peroxid → Wasser + Sauerstoff ; exotherm -> гног +02 1² 240 -->> Mit Katalysator reicht hier die Wärmeenergie der Umgebung (E.) zum Starten der exothermen Reaktion aus. falsches Substrat Def: Katalysatoren sind Stoffe, welche die Geschwindigkeit einer chemische Reaktion erhöhen, indem sie die Aktivierungs- energie emniedrigen Katalysauren wirken in kleinsten Mengen & werden bei der Reaktion nicht verbraucht. →heftige Gasentwicklung Enzyme Sind Biokatalysatoren: Enzyme Sind Biokatalysatoren (proteine), welche dafür sorgen, dass alle Stoffwechsecreaktionen ausreichend Schnell ablaken. Substrat Enăm Xaktives zentrum 4. Enzyme Binden nach Schlüssel Schloss-Prinzip DE V Produkte Enzym Enzym-Substrat-Komplex →Aktivierungsenergie wird herabgesetzt Enzym Wirkung: Das Schlüssel-Schloss-Prinzip — Ein Enzym kann nur sache substrat malekule ("Schlüsser") umsetzen, die räumlich genau in das aktive Zentrum 11 Schloss", Substratbindungsregion) passen. Dieser Enzym-Substrat-Komplex verringert die Aktivierungsenergie der Reaktion. Substratspezifitat Ein Enzym konn nur ein Substrat bzw. sehr ähnliche substrate umsetzen, Z.B. spaltet die urease nur Hamstoff, nicht aber die strukturell ähnlich gebauten Stoffe Thioharnstoff & Methychamstoff! Wirkungsspezifität Ein Enzym kann ein gebundenes substrat nur in einer bestimmten weise umsetzen (nur eine von mehreren mög- lichen Reaktionen dieses substrates), weil nur für diese Reaktion die Aktivieningsenergie genügend gesenkt Wird. 2.B. Sind für die Phosphorylierung & Oxidation von Glucose zwei verschiedene Enzyme (GlucoRinase & Glucose oxidase notwendig! 4.2.Enzymhemmung 4.2.1 Kompetitive Hemmung Ein Molekül (=Inhibitor-Hemmstoff) konkuriert mit dem substrat um die Bindung am aktiven Zentrum. Voraussetzung ist eine strukturelle. Ähnlichkeit zwischen Heimimstoff & Substrat.." → Durch hone substrat konzentrationen aufhebbar. substrat #> XENZYM Enzym-Benumstoff Romplex 4.2.2. auasterische Hemmung Hemmstoff Der Inhibitor (=Hemmstoff) wird an einer anderen Stelle als das substrat gebunden und bewirkt eine Änderung der Tertiarstruktur (Raumstrukfur) am aktyen zentrum, so dass substratmolekale nicht mehr andocken können. Durch hohe substrat konzentrationen nicht aufhebbar. Bedeutung bei längeren Stoffwechselwegen hemme häufig das End Produkt das erste Enzym der Kette (End Produkt hemmung) Substrat aktives zentrum #> allosterisches dentrum 4.3 Einflüsse auf Enzyme 4.3.1 PH-Wert abhängigkeit P-H-Veränderungen →Protolysereaktionen der Reste der Aminosäuren veranderung der Ladungsverteilung im Protein →Tertiarstruktur mehr oder weniger stark verändert → Substrat, kann schlecht oder gar nicht mehr an das aktive Zentrum gebunden werden (reversibel) M 4.3.2 Vergiftung durch Schwermetallionen 2+ Hone Konzentration von Schwermetallionen (H₂²+, Pb²+, Cu²+, Cd²+..) führen zu einer irreversiblen veranderung der Tertiärstruktur von Enzymen bzw. des aktiven Zentrums. 4.3.3 Abhängigkeit von der Substratkonzentration A: Bei niedriger c(s) steigt die Reaktionsgeschwindigkeit (substrat limsatz) proportional zur Substrat- Konzentration, sauinge noch ungebundene substrat molekale vorhanden sind.... B: Mit zunehmender Substrat konzentration steigt die Reaktionsgeschwindigkeit langsamer an & nähert sich schlie Buch, einem Maxima Cwert Umar. Bei sohohen Substratkonzentrationen sind alle Enzyme in einem Enam-Sabstrat Romplex gebunden & somit bereits katalytisch aktiv. Kmklein: wenig substrat zur Haussättigung nötig → hohe Affinität zum substrat Kerop: viel Substrat Zur Halbsättigung nötig →geringe Affinität zum substrat