Biokatalyse – Organisation des Stoffwechsels

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Kurs-Beschreibung

Dieses Lerncluster setzt sich aus zwei Hauptmodulen zusammen, die sich mit der Biokatalyse und der Organisation des Stoffwechsels befassen. Hier sind die wesentlichen Inhalte zusammengefasst:

Enzyme & Enzymkinetik (Modul 6)

  • Enzyme: Fokus auf die Rolle und Bedeutung von Enzymen in der Biokatalyse.
  • Enzymkinetik: Untersuchung der Mechanismen und Kinetik von Enzymreaktionen.
  • Stoffwechselprozesse: Wie Enzyme die Stoffwechselprozesse beschleunigen und organisieren.

Allgemeine Prinzipien des Stoffwechsels (Modul 2)

  1. Einführung in das Thema:

    • Grundlagen aus der Chemie: Wichtige funktionelle Gruppen und deren Eigenschaften.
    • Grundbegriffe: Metabolismus, Katabolismus, Anabolismus.
    • Oxidation: Bedeutung der Oxidation und Unterschiede zwischen NAD+ und NADP+.
    • Energiegehalt von C-Verbindungen: Vergleich von Kohlenhydraten, Proteinen, Lipiden und Alkohol.

  2. Grundlegende Organisation und typische chemische Prinzipien:

    • Stoffwechselwege: Aufbau, Irreversibilität und Konvergenz kataboler Wege.
    • Wichtige C-Körper: C3, C4, C5 und C6-Verbindungen.
    • Reaktionstypen: Gruppenübertragungen, Redoxbeziehungen, Eliminierungen, Additionen, Isomerisierungen, Umlagerungen und C-C-Bindungsspaltungen/-knüpfungen.

  3. Das Prinzip der energetischen Kopplung:

    • ATP und organische Phosphate: Aufbau und Phosphatgruppenübertragungspotential.
    • Energetische Kopplung: Rolle von ATP im Stoffwechsel.

  4. Wichtige Vitamine und Coenzyme:

    • Beispiele: NAD+, NADP+, FAD, FMN, Coenzym A, Pantothensäure.

Zusätzliche Inhalte

  • Oxidationszahlen: Bestimmung und Bedeutung in organischen Verbindungen.
  • Redoxreaktionen: Reaktionen von Alkoholen, Aldehyden und Thioverbindungen.
  • Energiesubstrate: Bedeutung und Energiegehalt von Kohlenhydraten, Proteinen und Lipiden.
  • Kompartimentierung: Organisation von Stoffwechselwegen in eukaryontischen Zellen.
  • Anabolismus: Divergenz anaboler Stoffwechselwege und deren Regulation.

Diese Module bieten eine umfassende Einführung in die biochemischen Grundlagen der Biokatalyse und die strukturelle sowie funktionelle Organisation des Stoffwechsels in biologischen Systemen.