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- Grundstoffwechsel
- Bio-Makromoleküle und deren
Monomere
- Enzyme und Coenzyme im Stoffwechsel,
wichtigste enzymatische Prozesse in grundlegenden Stoffwechselwegen
(Glykolyse, Krebs-Zyklus, Lipidstoffwechsel, Synthese von Aminosäuren,
Purinen und Pyrimidinen)
- Zur Repetition dienen die Kapitel 3(Macromolecules) und 5 (Nutrition
and Metabolism) im Lehrbuch BBOM 10th ed.
- Membrantransport, Elektronentransport
& oxidative Phosphorylierung
- Energieformen, Energiebedarf, Energieumwandlungen,
ATP
- Strukturelle Voraussetzungen zur
Erzeugung und Erhaltung elektrochemischer Potentiale: Membran-getrennte
Kompartimente (Architektur, Vielfalt, Funktion)
- Funktionsweise von energieumwandelnden
Membranen bei Eukaryoten: Chloroplasten, Mitochondrien
- Elektrochemische Energie: Umwandlung von Oxidationsenergie in
elektrochemische Energie, Membranpotential, Protonentransport zur
Schaffung von pH-Gradienten, Ionentransport, pmf (Δp)
- Energietransfer auf Molekülbindungen:
Umwandlung von Membranpotentialen in ATP durch ATP-Synthetasen
- Elektronen- und Protonen-Transport
zum Aufbau von elektrochemischen Potentialdifferenzen, z.B. während
der aeroben Atmung
- Elektronenübertragende Coenzyme:
NAD(P)+, Chinone, Flavoproteine (FAD, FMN), Cytochrome, Eisen-Schwefel-Proteine;
Anordnung von Elektronenübertragungsenzymen in der Membranarchitektur
von Mitochondrien und Chloroplasten
- Diversität von Elektronen-Protonen-Tranportketten:
Dehydrogenasen, Q-loops and Q-cycles; Cytochrome, Endoxidasen bei
Aerobiern, Protonenpumpen
- Energieumwandlungen im Cytoplasma
- Energiereiche Bindungen: z.B. Phosphoanhydridbindung
in ATP, Thioesterbindung in Acetyl-CoA
- Gruppenübertragungsreaktionen,
z.B. von energiereichen Zwischenprodukten aus Fermentationsprozessen
(1,3-Bisphosphoglycerat, Phosphoenolpyruvat, Acetylphosphat aus
Acetyl-CoA, Succinyl-CoA etc.)
- Energetik der Grundmechanismen des
Stoffwechsels: Glykolyse, Tricarbonsäurezyklus
- Thermodynamische Konzepte für
die Bioenergetik
- Thermodynamik: Anwendungsbereiche
thermodynamischer Gesetzmässigkeiten auf biochemische Prozesse,
Richtung und Wahrscheinlichkeit von exergonen und endergonen Reaktionen
- Freie Reaktionsenthalpie: Veränderung von ΔGr durch zelluläre
Prozesse
- Bioenergetische Thermodynamik: Anwendung
und Grenzen thermodynamischer Betrachtungen in der Stoffwechselphysiologie
- Enzyme und Enzymkinetik
- Enzymfunktion, Raten, Michaelis-Menten-Formalismus,
Lineweaver-Burk Darstellung zur Bestimmung von Vmax und Vm
- Enzyminhibition
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