Biochemie

• Organische Verbindungen


  • Kohlenhydrate
  • Lipide
  • Proteine

  
• Kohlenhydrate nach Größe

  • Monosaccharide
  • Disaccharide
  • Oligosaccharide
  • Polysaccharide

  
• Monosaccharide


  Einfachzucker = einfache Zuckermoleküle
• Glukose


  Wichtigster Monosaccharid im menschlichen Organismus, Hauptenergieträger
• Disaccharide


  Zweifachzucker, wenn 2 Monosaccharide miteinander reagieren
• Disaccharide


  • Saccharose
  • Laktose
  • Maltose
• Polysaccharide


  Makromoleküle aus Mono- und Disacchariden
• Polysaccharide


  • Stärke
  • Zellulose
  • Glykogen

  
• Energiegewinnung aus Kohlenhydraten

  1. Verdauung => Monosaccharide

  2. Aufnahme in Leber

  3. Oxidation in Zellen => ATP
• Glykogen


  Speicherform der Glukose in Leber und Skelettmuskulatur

  
• Glukogenese


  Neubildung von Glukose aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorstufen in Leber und Nierenrinde

  
• Fettsäuren


  Lange Kohlenwasserstoffketten mit 16 oder 18 Kohlenstoffatomen

  
• Arten von Fettsäuren


  • Gesättigte Fettsäuren
  • Einfach ungesättigte Fettsäuren
  • Mehrfach ungesättigte Fettsäuren
• Cis-Fettsäuren


  Überwiegen im menschlichen Organismus
• Linol- und Linolensäure können vom menschlichen Organismus nicht selbst hergestellt werden und müssen daher mit der Nahrung aufgenommen werden
• Arten von Fettsäuren

  • Gesättigte Fettsäuren (mit Einfachbindungen, z.B. Palmitinsäure, Stearinsäure)
  • Einfach ungesättigte Fettsäuren (mit 1 Doppelbindung, z.B. Ölsäure)
  • Mehrfach ungesättigte Fettsäuren (mit 2 / 2+ Doppelbindungen, z.B. Linol-, Linolen-, Arachidonsäure)
• Gesättigte Fettsäuren


  1. Kette an Einfachbindungen frei drehbar

  
• Ungesättigte Fettsäuren


  1. Kette an Doppelbindungen nicht frei drehbar, Unterscheidung in Cis- und Trans-Fettsäuren

  
• Im menschlichen Organismus überwiegen Cis-Fettsäuren
• Essentielle Fettsäuren


  Linol- und Linolensäure, die der menschliche Organismus aufgrund ihrer Position (weit weg vom Glyzerinmolekül) nicht selbst einfügen kann und daher über die Nahrung aufgenommen werden müssen
• Fett- und Wasserlöslichkeit von Fettsäuren

  Lange unpolare Schwänze aus CH-Gruppen (lipophil/hydrophob) und kleine polare Köpfe (hydrophil/lipophob)
• Verhalten von Fettsäuren in Wasser

  1. Dünner Film an der Wasseroberfläche mit Köpfen zum Wasser und Schwänzen weg

  2. Bildung von Mizellen im Wasserinneren mit hydrophoben Fettsäureschwänzen im Inneren
• Emulgieren


  Aufgrund der gegensätzlichen Eigenschaften können Fettsäuren lipophile Substanzen fein in Wasser verteilen und so transportieren
• Triglyzeride


  Gemische aus 1 Glyzerin- und 3 Fettsäuremolekülen, größte Gruppe der Nahrungslipide

  
• Aggregatzustände von Triglyzeriden

  • Feste Triglyzeride (Fette) bei Zimmertemperatur
  • Flüssige Triglyzeride (Öle) bei Zimmertemperatur

  
• Energiegehalt von Triglyzeriden

  Enthalten doppelt so viel Energie wie Kohlenhydrate (9,3 statt 4,1 kcal/g, also 37 bzw. 17 kJ/g)
• Freisetzung der Energie aus Triglyzeriden

  Nicht so leicht wie bei Kohlenhydraten, da Fettsäuren schwer abbaubar sind
• Lipolyse


  Triglyzeride werden bei Energiemangel in Glyzerin und Fettsäuren gespalten

  
• ß-Oxidation


  Fettsäuren werden in den Mitochondrien schrittweise verkürzt, dabei entstehen reduzierte Coenzyme und Acetyl-CoA, die zur Energiegewinnung verwendet werden
• Ketokörper


  Werden gebildet, wenn der Acetyl-CoA-Anfall die Kapazität des Zitratzyklus übersteigt
• Überschüssige Energie aus Kohlenhydraten und Eiweiß wird in Form von Triglyzeriden gespeichert
• Cholesterin ist eine wichtige Substanz für den Organismus, die der Körper selbst herstellt und über tierische Nahrungsmittel aufgenommen wird, Pflanzen enthalten kein Cholesterin
• Funktionen von Cholesterin


  • Wichtiger Bestandteil der Zellmembranen
  • Vorläufer von Steroidhormonen (Östrogen und Testosteron)
  • Vorläufer von Gallensäuren
• Aminosäuren


  Alle Aminosäuren haben ein zentrales C-Atom mit 4 verschiedenen Gruppen/Atomen verbunden: 1 COOH-Gruppe, 1 NH2-Gruppe, 1 H-Atom, 1 variabler Rest R
• Arten von Aminosäuren

  • 20 proteinogene Aminosäuren, davon 8 essentielle Aminosäuren (Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Valin)
  • Für Säuglinge zusätzlich Arginin und Histidin essenziell
  • 10 nichtessentielle Aminosäuren (Alanin, Asparagin, Aspartat, Cystein, Glutamin, Glutamat, Glycin, Prolin, Serin, Tyrosin)
  • Weitere Aminosäuren, die nicht Bestandteil von Proteinen sind, z.B. GABA
• Verknüpfung von Aminosäuren


  1. 2 Aminosäuren werden unter Wasserabspaltung zu einem Dipeptid verknüpft, die Bindung heißt Peptidbindung

  2. Weitere Aminosäuren können in gleicher Weise angelagert werden, es entstehen Tripeptide, Oligopeptide und Polypeptide

  3. Polypeptide mit über 100 Aminosäuren und bestimmter räumlicher Struktur werden als Proteine bezeichnet

  
• Strukturebenen von Proteinen


  • Primärstruktur (Aminosäurefolge)
  • Sekundärstruktur (räumliche Form durch H-Brücken, z.B. Helix, Faltblatt)
  • Tertiärstruktur (dreidimensionales Gebilde wie Wollknäuel)
  • Quartärstruktur (Zusammenlagerung mehrerer Polypeptidketten)
• Substratspezifität von Enzymen


  Enzyme binden nur ein oder wenige Substrate und beschleunigen nur eine bestimmte chemische Reaktion