Grundlagen
Purinbiosynthese: Bausteine der DNA
Püree-Bausteine für bröckelndes Rathaus
Purine sind als Teil von Nukleotiden grundlegende Bausteine der DNA. Auch die Nukleotide der DNA müssen fortlaufend erneuert werden.
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Grundlagen
Purinbasen (1/2): Adenin
Püreevasen: apfelgrünes Adonis-Püree
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Grundlagen
Purinbasen (2/2): Guanin
Püreevasen: gelbes Guano-Püree
Nur Adenin und Guanin sind DNA-Bestandteile. Hypoxanthin und Xanthin hingegen sind Zwischenprodukte beim Abbau von Purinbasen.
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Grundlagen
Purinnukleotid = Ribose + Purinbase + Phosphat
Teamwork (für Nukleo-T-id) = 5 Zuckerwürfel + Püree-Vase + Pfirsich
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Grundlagen
Purinnukleosid = Ribose + Purinbase
Püreevasen = neben Sugar (für Nukleon-S-id)
Nukleoside haben im Gegensatz zu Nukleotiden keinen Phosphatrest.
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Grundlagen
De-novo-Synthese vs. Wiederverwertung
Püreewerk vs. Recyclinghof
Purinnukleotide können neu synthetisiert oder möglichst wiederverwertet werden, da die Neusynthese sehr energieaufwändig ist.
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Grundlagen
Purinbiosynthese im Zytosol (vor dem Zellkern)
Bausteinproduktion auf Rathausplatz (vor Rathaus-Uhr)
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Synthese Ribose-5-Phosphat
Ausgangssubstrat: Ribose-5-Phosphat aus Pentosephosphatweg
5er-Zuckerring m. Geripp-Hosen u. Pfirsich aus Penthouse
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Synthese Ribose-5-Phosphat
Pyrophosphorylierung von Ribose-5-Phosphat (ATP-Verbrauch)
5er-Zuckerring erhält zwei feurige Pfirsiche (ATP-Blitze)
Um Ribose-5-Phosphat reaktionsfreudiger zu machen, wird sie durch Pyrophosphorylierung ATP-abhängig aktiviert – es entsteht 5-Phosphoribosyl-1α-Pyrophosphat (PRPP).
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Synthese Ribose-5-Phosphat
Kinase aktiviert Ribose-5-Phosphat
Hexe mit großer Kinn-Nase zaubert Pfirsiche
Die Ribosephosphat-Pyrophospho-Kinase katalysiert die ATP-abhängige Aktivierung von Ribose-5-Phosphat zu PRPP.
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PRPP → IMP
Schlüsselenzym: Glutamin-PRPP-Amidotrans-fer-ase
Schlüsselanhänger: u. glühender Pfirsich-Ami-Donut bei Fährenaufseher
Die Glutamin-PRPP-Amidotransferase katalysiert den ersten von 10 Schritten des Synthesewegs von PRPP zu IMP.
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PRPP → IMP
Amidotransferase: überträgt Glutamin auf PRPP
Fährenmann schaut: Glut-Armin übergibt Zucker leere Vase
Glutamin liefert das Atom, das im neu synthetisierten Purinnukleotid die N-glykosidische Bindung zwischen Purinbase und Ribose bildet. Aus PRPP und Glutamin entsteht 5-Phosphoribosylamin.
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PRPP → IMP
Abspaltung von Pyrophosphat und Glutamat
Feuriger Doppelpfirsich und Glut auf Matte
Pyrophosphat wird beim Knüpfen der Doppelbindung abgespalten. Beim Knüpfen der N-glykosischen Bindung wird außerdem Glutamat abgespalten.
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PRPP → IMP
PRPP aktiviert Amidotransferase allosterisch
Zuckerwürfel zündelt am Hosenbein des Fährenaufsehers
Es handelt sich um eine allosterische Aktivierung, also eine Aktivierung abseits des Enzymzentrums.
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PRPP → IMP
Adenin- u. Guaninnukleotide hemmen Amidotransferase allosterisch
Unfall mit grünen und gelben Püree-Bausteinen
Adenin- und Guaninnukleotide hemmen die Glutamin-PRPP-Amidotransferase allosterisch.
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PRPP → IMP
5-Phosphoribosylamin → IMP (9 Reaktionsschritte)
5er-Zuckerring → Rosinenkostüm (In-Rosin)
Durch schrittweise Anlagerung der einzelnen C- und N-Atome baut sich der Purinring auf. Nach 9 Reaktionsschritten (nicht gezeigt) entsteht das Inosinmonophosphat.
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PRPP → IMP
IMP-Synthese verbraucht vier ATP
Vier ATP-Blitze
Bei der Synthese von IMP aus 5-Phosphoribosylamin werden vier ATP verbraucht.
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PRPP → IMP
Purinring besteht aus C- und N-Atomen
Kohle- und Stickstoffschüssel im Versorgungsregal
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PRPP → IMP
N- u. C-Atom-Quelle (1/2): Glycin, 2 Glutamin, Aspartat
Im Regal: glückliches Schwein, 2 Glut-Armin, Kasperle
Das Glycin hat 2 C- und 1 N-Atom. 2 Glutamin steuern jeweils ein N-Atom bei, ebenso wie das Aspartat.
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PRPP → IMP
N- u. C-Atom-Quelle (2/2): Tetrahydrofolat, Hydrogencarbonat
Im Regal: 2 Fohlen mit 4 Hydraköpfen, Backnatron
Tetrahydrofolat steuert jeweils ein Kohlenstoff-Atom bei und das letze C-Atom stammt vom Hydrogencarbonat.
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IMP → AMP
IMP → AMP o. GMP
Nach Zucker m. Pfirsich in Rosinenkostüm → 2 Wege
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IMP → AMP
AMP-Synthese: Anhängen von Aminogruppe an C₆ des IMP
Apfelgrüne Adonis-Vase: Amiflagge am sechsten Zeh
Zur Biosynthese von Adenosinmonophosphat wird in 2 Reaktionsschritten am C₆-Atom von IMP eine Aminogruppe angehängt.
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IMP → AMP > Schritt 1
Adenylosuccinat-Synthetase katalysiert 1. Schritt (GTP-Verbrauch)
Synthetase-Hase (g-elber Mantel)
Die Adenylosuccinat-Synthetase überträgt Aspartat auf IMP. Dabei wird GTP (nicht ATP!) in GDP und Phosphat gespalten.
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IMP → AMP > Schritt 1
Übertragung von Aspartat auf IMP → Adenylosuccinat
Kasperle → Adonis-Spinatdose
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IMP → AMP > Schritt 2
Adenylosuccinat-Lyase katalysiert 2. Schritt
Lügner mir langer Nase
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IMP → AMP > Schritt 2
Adenylosuccinat-Lyase → Abspaltung von Fumarat
Rauchendes Rad (engl. fume = Rauch)
Es entsteht Adenosinmonophosphat.
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IMP → AMP > Schritt 2
Spaltung von GTP zu GDP + Phosphat
Gelber Blitz auf grüner Adonis-Püreevase
Zur Bildung von AMP aus IMP wird eine energiereiche Verbindung verbraucht. GTP (nicht ATP!) wird zu GDP und Phosphat gespalten (gelber GTP-Blitz).
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IMP → GMP
GMP-Synthese: Anhängen einer Aminogruppe an C₂ des IMP
G-elbe Vase: Fuß mit zwei Zehen u. Amiflagge
Zur Biosynthese von Guanosin-Monophosphat wird in 2 Reaktionsschritten am C₂-Atom von IMP eine Aminogruppe angehängt.
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IMP → GMP > Schritt 1
IMP-Dehydrogenase → Xanthosinmonophosphat
Dehydrator und Guano-Vase → gelber Sand(-osinmonophosphat)
Die IMP-Dehydrogenase oxidiert Inosinmonophosphat. Es entsteht XMP.
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IMP → GMP > Schritt 1
Freiwerden von NADH + H⁺
Haar-Helferlein
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IMP → GMP > Schritt 1
XMP entsteht durch Hinzufügen von Wasser
Wasserglas
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IMP → GMP > Schritt 2
Xanthylat-Aminase katalysiert 2. Schritt (ATP-Verbrauch)
Sandiger Tüllrock getragen von Ami m. gr. Nase (grün)
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IMP → GMP > Schritt 2
Stickstoffdonor: Glutamin → Glutamat
Stickstoff-Fass: von Glut-Armin → Glut auf Matte
Das Stickstoff-Atom von Glutamin wird an das C₂-Atom der Purinbase angehängt. Glutamin wird dabei zu Glutamat.
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IMP → GMP > Schritt 2
Spaltung von ATP zu AMP u. Pyrophosphat
Zwei phosphorgrüne Blitze auf gelber Guano-Püreevase
Bei der Synthese von GMP aus IMP wird ATP in AMP und Pyrophosphat gespalten. Es werden also zwei energiereiche Bindungen benötigt.
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Phosphorylierung von AMP u. GMP
(Pyro-)Phosphorylierung von AMP und GMP
Pfirsich-Belohnung
So entstehen mithilfe von verschiedenen Kinasen ADP bzw. GDP oder ATP bzw. GTP, also die entsprechenden Di- und Triphosphate.
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Phosphorylierung von AMP u. GMP
Nach Phosphorylierung: Entstehung der Nukleotide
Nach Pfirsich-Belohnung: Ab in grünen oder gelben Betonmischer
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/
Quint
Basis
Expert
Beschreibung
Markierte
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n
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Was ist Ankizin?
Ankizin ist ein Projekt der AG Medizinische-Ausbildung bvmd e.V.
Es ist das größte non-profit, studentisch organisierte Anki-Projekt im deutschsprachigen Raum.
Ziel ist die Umsetzung des gesamten notwendigen Wissens für alle medizinischen Staatsexamina.
In freundlicher Kooperation bieten wir im Ankizin-Deck passgenau unsere Merkhilfen in den jeweiligen Anki-Karten an. Die so verknüpften Fragen kannst Du mit freundlicher Genehmigung der bvmd auch hier als Quiz ansehen.
Du findest alle Inhalte auch im Ankizin-Deck in Anki.
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Grundlagen
Püree-Bausteine für bröckelndes Rathaus
Purine sind als Teil von Nukleotiden grundlegende Bausteine der DNA. Auch die Nukleotide der DNA müssen fortlaufend erneuert werden.
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Grundlagen
Püreevasen: gelbes Guano-Püree
Nur Adenin und Guanin sind DNA-Bestandteile. Hypoxanthin und Xanthin hingegen sind Zwischenprodukte beim Abbau von Purinbasen.
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Grundlagen
Teamwork (für Nukleo-T-id) = 5 Zuckerwürfel + Püree-Vase + Pfirsich
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Grundlagen
Püreevasen = neben Sugar (für Nukleon-S-id)
Nukleoside haben im Gegensatz zu Nukleotiden keinen Phosphatrest.
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Grundlagen
Püreewerk vs. Recyclinghof
Purinnukleotide können neu synthetisiert oder möglichst wiederverwertet werden, da die Neusynthese sehr energieaufwändig ist.
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Grundlagen
Bausteinproduktion auf Rathausplatz (vor Rathaus-Uhr)
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Synthese Ribose-5-Phosphat
5er-Zuckerring m. Geripp-Hosen u. Pfirsich aus Penthouse
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Synthese Ribose-5-Phosphat
5er-Zuckerring erhält zwei feurige Pfirsiche (ATP-Blitze)
Um Ribose-5-Phosphat reaktionsfreudiger zu machen, wird sie durch Pyrophosphorylierung ATP-abhängig aktiviert – es entsteht 5-Phosphoribosyl-1α-Pyrophosphat (PRPP).
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Extra Info / Trivia
Durch die Pyrophosphorylierung ist die nötige Energie vorhanden für die sukzessive Anlagerung der Moleküle des Purinrings. Purinbasen werden auch direkt am Zuckerring synthetisiert. Hier liegt der große Unterschied zur Pyrimidinsynthese, bei der sich zuerst der vollständige Pyrimidinring bildet, bevor dieser sich dem Zucker anlagert.
Durch die Pyrophosphorylierung ist die nötige Energie vorhanden für die sukzessive Anlagerung der Moleküle des Purinrings. Purinbasen werden auch direkt am Zuckerring synthetisiert. Hier liegt der große Unterschied zur Pyrimidinsynthese, bei der sich zuerst der vollständige Pyrimidinring bildet, bevor dieser sich dem Zucker anlagert.
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Synthese Ribose-5-Phosphat
Hexe mit großer Kinn-Nase zaubert Pfirsiche
Die Ribosephosphat-Pyrophospho-Kinase katalysiert die ATP-abhängige Aktivierung von Ribose-5-Phosphat zu PRPP.
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PRPP → IMP
Schlüsselanhänger: u. glühender Pfirsich-Ami-Donut bei Fährenaufseher
Die Glutamin-PRPP-Amidotransferase katalysiert den ersten von 10 Schritten des Synthesewegs von PRPP zu IMP.
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PRPP → IMP
Fährenmann schaut: Glut-Armin übergibt Zucker leere Vase
Glutamin liefert das Atom, das im neu synthetisierten Purinnukleotid die N-glykosidische Bindung zwischen Purinbase und Ribose bildet. Aus PRPP und Glutamin entsteht 5-Phosphoribosylamin.
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PRPP → IMP
Feuriger Doppelpfirsich und Glut auf Matte
Pyrophosphat wird beim Knüpfen der Doppelbindung abgespalten. Beim Knüpfen der N-glykosischen Bindung wird außerdem Glutamat abgespalten.
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PRPP → IMP
Zuckerwürfel zündelt am Hosenbein des Fährenaufsehers
Es handelt sich um eine allosterische Aktivierung, also eine Aktivierung abseits des Enzymzentrums.
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PRPP → IMP
Unfall mit grünen und gelben Püree-Bausteinen
Adenin- und Guaninnukleotide hemmen die Glutamin-PRPP-Amidotransferase allosterisch.
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PRPP → IMP
5er-Zuckerring → Rosinenkostüm (In-Rosin)
Durch schrittweise Anlagerung der einzelnen C- und N-Atome baut sich der Purinring auf. Nach 9 Reaktionsschritten (nicht gezeigt) entsteht das Inosinmonophosphat.
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PRPP → IMP
Vier ATP-Blitze
Bei der Synthese von IMP aus 5-Phosphoribosylamin werden vier ATP verbraucht.
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PRPP → IMP
Kohle- und Stickstoffschüssel im Versorgungsregal
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PRPP → IMP
Im Regal: glückliches Schwein, 2 Glut-Armin, Kasperle
Das Glycin hat 2 C- und 1 N-Atom. 2 Glutamin steuern jeweils ein N-Atom bei, ebenso wie das Aspartat.
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PRPP → IMP
Im Regal: 2 Fohlen mit 4 Hydraköpfen, Backnatron
Tetrahydrofolat steuert jeweils ein Kohlenstoff-Atom bei und das letze C-Atom stammt vom Hydrogencarbonat.
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IMP → AMP
Apfelgrüne Adonis-Vase: Amiflagge am sechsten Zeh
Zur Biosynthese von Adenosinmonophosphat wird in 2 Reaktionsschritten am C₆-Atom von IMP eine Aminogruppe angehängt.
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IMP → AMP > Schritt 1
Synthetase-Hase (g-elber Mantel)
Die Adenylosuccinat-Synthetase überträgt Aspartat auf IMP. Dabei wird GTP (nicht ATP!) in GDP und Phosphat gespalten.
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IMP → AMP > Schritt 1
Kasperle → Adonis-Spinatdose
25
IMP → AMP > Schritt 2
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IMP → AMP > Schritt 2
Rauchendes Rad (engl. fume = Rauch)
Es entsteht Adenosinmonophosphat.
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IMP → AMP > Schritt 2
Gelber Blitz auf grüner Adonis-Püreevase
Zur Bildung von AMP aus IMP wird eine energiereiche Verbindung verbraucht. GTP (nicht ATP!) wird zu GDP und Phosphat gespalten (gelber GTP-Blitz).
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IMP → GMP
G-elbe Vase: Fuß mit zwei Zehen u. Amiflagge
Zur Biosynthese von Guanosin-Monophosphat wird in 2 Reaktionsschritten am C₂-Atom von IMP eine Aminogruppe angehängt.
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IMP → GMP > Schritt 1
Dehydrator und Guano-Vase → gelber Sand(-osinmonophosphat)
Die IMP-Dehydrogenase oxidiert Inosinmonophosphat. Es entsteht XMP.
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IMP → GMP > Schritt 2
Sandiger Tüllrock getragen von Ami m. gr. Nase (grün)
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IMP → GMP > Schritt 2
Stickstoff-Fass: von Glut-Armin → Glut auf Matte
Das Stickstoff-Atom von Glutamin wird an das C₂-Atom der Purinbase angehängt. Glutamin wird dabei zu Glutamat.
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IMP → GMP > Schritt 2
Zwei phosphorgrüne Blitze auf gelber Guano-Püreevase
Bei der Synthese von GMP aus IMP wird ATP in AMP und Pyrophosphat gespalten. Es werden also zwei energiereiche Bindungen benötigt.
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Phosphorylierung von AMP u. GMP
Pfirsich-Belohnung
So entstehen mithilfe von verschiedenen Kinasen ADP bzw. GDP oder ATP bzw. GTP, also die entsprechenden Di- und Triphosphate.
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Phosphorylierung von AMP u. GMP
Nach Pfirsich-Belohnung: Ab in grünen oder gelben Betonmischer
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