27. Kalenderwoche

Proteoglykane

In dieser Form eines Glykoproteins wird eine ca. 50-500 Einheiten lange, unverzweigte Zuckerkette am Protein aufgebaut. Diese wird das Glykosaminoglykan genannt.

Wie Abb. 1 zeigt, besteht es aus einer Disaccharideinheit. 

 

Die schrittweise Synthese führt zum vorläufigen Produkt, daß dann N- und O-sulfatiert wird (s. Heparinpentasaccharide) (Abb. 2). Das Sulfatierungsmuster ist für die Interaktion mit Rezeptoren von zentraler Bedeutung, z.B. Antithrombin III.

 

 

Klinisch beachtenswert sind Störungen des Abbaus, die zu Mukopolysaccharidosen führen (Glyckosaminoglykane wurden früher Mukopolysaccharide genannt). Abb. 3 zeigt, welche Enzyme die Heparansulfatkette zerlegen. Namen der Krankheiten – wie bei den Sphingolipidosen – stammen häufig von Medizinern wie Hurler (Iduronidasemangel – was ist L-Iduronsäure?).

Ein proteinfreies Glykosaminoglykan ist Hyaluronsäure (Hyaluronan), ein GlcNAcβ1,4GlcAβ1,3 Polymer mit einem Molekulargewicht von bis zu über 10⁷ Da. Es ist u.a. als „Gelenkschmiere“ bekannt; denn bei Lösung in Wasser ergibt sich eine visköse Masse, ideal als Puffer (Viskoelastizität). Neben dieser biomechanischen Funktion ist die Hyaluronsäure in vielfältiger Weise bioaktiv über Interaktion mit Rezeptoren (Hyaladhärine) wie CD44, ICAM-1 oder CD168, so in der Angiogenese und Wundheilung.

Nach dieser Besprechung wenden wir uns dem Stoffwechsel der Zucker zu, insbesondere Glucose und Fructose. Im Wintersemester (Kursteil Kohlenhydrate) haben Sie sich die Thematik erarbeitet, so daß wir sie nun vertiefend-auffrischend behandeln.

Stoffwechselbiochemie

Warum ist Glucose der in der Natur am häufigsten vorkommende Zucker?

Zeichnen Sie die Fromeln von Glucose und Fructose als Halbacetal (zyklisch) oder als Kette (und erkennen Sie die Fähigkeit von Fructose, mit einer Aminogruppe ein Addukt zu bilden: zentral für die Transaldolase im nicht-oxidativen Teil des Pentosephosphatweges und die Aldolase in der Glykolyse).

• Wie werden Epimere hergestellt, z. B. Galaktose?
• Hier liegt bei Enzymdefekt(en) die Ursache der Galactoseunverträglichkeit: wie wird Milch „verträglich“ gemacht?
• Welche Enzyme spielen bei Galactosamie und diesem Prozeß eine Rolle?
• Wie erfolgt die Isomerisierung von Aldose und Ketose (am Beispiel von Glycerinaldehyd)?
• Wie entsteht „aktive“ Glukose, also UDP-Glucose?

Nun zur Nutzung der Glucose:
wie Acylketten von Fettsäuren stellt Glucose einen Wasserstoff-Speicher dar, und zwar genutzt zur Generierung von NADPH (welche Synthesen sind abhängig von NADPH? Bitte benennen Sie mindestens drei Beispiele).

Oxidation kann mit Decarboxylierung gekoppelt sein (bitte eine oxidative Decarboxylierung aufzeichnen). Im Falle der Glucose (Hexose) entsteht dann eine Pentose, und welche benötigt die Zelle in großem Umfang?!

Und was muß passieren, wenn keine Synthese von Nukleinsäure erfolgt, also Ribose auf Halde käme? Richtig: Regeneration von Glucose aus Ribose (über den nicht-oxidativen Weg).

Nächstes Mal schauen wir uns die innere Logik der Glykolyse an.

 

Haben Sie Fragen?

Wenn ja, gehen Sie hierfür auf die sli.do Internetseite: https://app.sli.do/event/u8b3pzuq

Der Code für Biochemie Fragen im SS 2021 lautet: # 955466