Neuro (Subject) / Fragenkatalog Backert (Lesson)

Metabolismus, Gärung, Medikamentenherstellung

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• 51. Wie wird rekombinantes Insulin und Somatostatin produziert? Beides wird gentechnisch in E. coli produziert
• 52. Welcher Organismus produziert natürlicherweise das BT-Toxin? Nennen Sie Merkmale. Bacillus thuringiensis (BT) produziert ein Toxin, das in der Landwirtschaft als sicheres und wirksames Bio-Pestizid bei starkem Insektenbefall eingesetzt wird. - BT für den Menschen ungiftig (nach dem gegenwärtigen Stand der Forschung). - BT-Toxin richtet sich gegen bestimmte Spezies (vor allem Raupen des Maiszünslers).
• 53. Wie wirkt das BT-Toxin und wie wird es genutzt? BT-Toxin (= pore-formingtoxin) dringt in die Larven der Insekten ein zerstört die Darmwand der Schädlinge
• 54. Wie wirkt Phytase und welchen Vorteil bringt das Enzym in der Tierernährung? Phytase= Enzym, das Phytinsäure hydrolytisch spaltet Zusatz zu Tierfutter: um die Phytinsäure in Pflanzen zu spalten und das enthaltene Phosphat verfügbar zu machen Verringert auch Güllebelastung durch verringerte Phosphat-Freisetzung
• 55. Nennen Sie den mikrobiellen Produzenten von Quorn und bestimmende Merkmale ·      z.B. aus Fusarium graminareum ·      Produktion von gr. Mengen Pilzprotein ·      = geruchs- und geschmacksneutral ·      Hoher Proteingehalt ·      Niedriger Fettanteil ·      Cholesterol frei ·      Faseranteil etwa 25% (Ballaststoffe) ·      <1% Nukleinsäuren (vgl. Bakterien: bis 25%, Hefen bis 15%) ·      AS Zusammensetzung= Ideal
• 56. Nennen Sie 5 Zielstrukturen von Antibiotika und geben Sie jeweils 1 entsprechendes Antibiotikum an. -       Zellwandsynthese --> Penicillin, Vancomycin -       Proteinbiosynthese --> Streptomycin -       Proteinbiosynthese (tRNA) --> Puromycin -       RNA-Elongation --> Actinomycin -       DNA- Gyrase --> Novobiocin
• 57. Skizzieren Sie den Aufbau der Peptidoglykanschicht. Wo werden die Bausteine für den Zellwandaufbau synthetisiert und wie werden Sie aus der Zelle transportiert? •    im Zytoplasma 
 •   Bactoprenol (Lipidcarrier) transportiert UE über Zytoplasmamembran 

• 58. Auf welchen zellulären Prozess wirken Penicillin und Vancomycin und was ist ihr jeweiliger genauer Wirkort/-mechanismus? -       wirkt auf das Glycopeptid -       stören bakteriellen ZW-aufbau -       binden ans Peptidsubstrat für PGN-Synthese
• 59. Warum wirkt Penicillin nur auf wachsende Zellen? Penicillin blockt das Enzym der PGN-Neusynthese (Transpeptidase)
• 60. Wie wird Penicillin durch Bakterien inaktiviert? Beta-Lactamase
• 61. Welches Antibiotikum würden Sie einsetzen, um ein intrazellulär lebendes, zellwandloses Bakterium zu bekämpfen? Begründen Sie Ihre Wahl. -       Tetracyclin (zellgängig, 70s Ribosomen) -       Streptomycin (Hirnhautentzündungen, 30s UE Ribosomen)
• 62. Nennen Sie die Hauptproduzenten von Antibiotika und ihren Lebensraum. Actinomyceten machen ~50% aus, Pilze 20% -       Penicillium chrysogenium à Penicillin -       Cephalosporium acremonium à Cephalosporin -       Streptomyces à Aminoglycoside, Streptomycin, Makrolide, Erythromycin, Tetracycline -       Amycolatopis orientalis à Glycopeptide, Avoparcin -       Streptomyces venezuelae à Chloramphenicol
• 63. Nennen Sie 4 Mechanismen der Resistenzbildung gegenüber Antibiotika. -       Bildung äußere Kapseln oder Schleime -       Spaltung oder Modifikation der Antibiotika: Penicilline, Cephaloporine (ß-Lactamase), Chloramphenicol (Chloramphenicol-Acetyltransferase) -       Transport aus der Zelle: Tetracycline -       Vermehrte Bildung des tragets: Sulfoamide -       Membranveränderungen: Aminoglycoside, Penicilline -       Änderungen im traget: Aminoglycoside -       Änderungen bei Penicillin-Bindeproteinen: Penicilline
• 64. Was versteht man unter MRSA? Multiresistenter Staphylokokkus aureus
• 65. Beschreiben Sie die Biogasbildung in der Natur und deren Nutzung. -       Zu 80% biogenen Ursprungs -       --> methanogene Archeae -       Rest: abiogen (Industriegas, Kohleabbau, verbrannte Biomasse…)
• Skizzieren Sie den Aufbau des Magens und die Nährstoffverwertung im Pansen. Cellulose Verwertung -       Mikroorganismen helfen -       Nahrungsklumpen ausm Retikulum werden wiedergekäut -       Dann in Omasum -       Biochemischer Abbau im Abomasum mithilfe der   Magensäure
• 67. Welche Nährstoffquellen werden für die Kuh im Pansen erschlossen? Cellulose eig. Unverdaulich für Säuger Aber: Wiederkäuer metabolisieren Cellulose mithilfe von Mikroorganismen im Pansen --> Hohlorgan, einer von drei Vormägen, große Gärkammer, pH neutral (6,5)
• 68. Was versteht man unter Syntrophie? --> Arbeitsgemeinschaft zwischen Organismen, die nur zusammen und nicht allein, ein Substrat abbauen können -       nur in anaeroben Habitaten (Pansen) -       Partner 1 produziert H2, Partner 2 verbraucht Wasserstoff -       Interspezies Wasserstoff-Übertragung -       Wasserstoff für Energetik benötigt um Reaktionen in exogenen Bereich zu verschieben
• 69. Was versteht man unter Methanogenese und Acetogenese? Methanogenese: anaerobe Atmung, CO2 wird reduziert und freiwerdende Energie dient ATP-Gewinnung, Natriumionen-motorische Kraft (NaMF), PMF, in Archaea Acetogenese: energetisch ungünstiger als Methanogenese, Anaerobe Prokaryoten, nutzen CO2 als Elektronenakzeptor, PMF, Natriumionen-motorische Kraft und Substratkettenphosphorylierung
• 70. Was sind typische Substrate von methanogenen Mikroben? komplexe Polymere (Cellulose, Proteine…)
• 71. Beschreiben Sie die Energiegewinnung in der Methanogenese. 1.     Reduktion von CO2 immer durch H2 2.     Transfer vom Formylrest von MF auf ein MP 3.     Transfer vom Ethylrest von MP auf CoM 4.     ATP-Bildung (PMF und NaMF)
• 72. Beschreiben Sie 3 wichtige involvierte Enzyme/Co-Enzyme (Methanogenese) -       Methanofuran --> Co-Enzym in ersten Schritt, bindet CO2 -       Methanopterin --> Co-Enzym C1-Carrier -       F420 --> Redox-Co-Enzym und Elektronendonor
• 73. Welche Funktion haben Chlorosomen, wie sind sie aufgebaut, wo finden sie sich in der Zelle, in welcher Organismengruppe? -       Chlorosomen sind quasi Chloroplasten nur in photosynthetischen Bakterien (grüne Schwefelbakterien) -       Gigantische molekulare Antennensysteme -       In inneren Membransystemen -       Schwaches Licht, hoher Wirkungsgrad
• 74. Nennen Sie verschiedene akzessorische Pigmente und ihre Funktion. Phycobiline: helfen bei „Lichternte“ (absorbieren Licht und leiten es an reaktive Zentren) Carotinoide: protektiv (Schutzfaktor)
• 75. In welchen Bakterien findet man einen rückläufigen Elektronentransport und warum ist dies der Fall? -       Purpurbakterien -       Chinon hat als Elektronenakzeptor positiveres Redoxpotential als NAD+/NADH
• 76. Welche Funktion hat Bacterio-Rhodopsin? In welcher Organismengruppe ist es zu finden? -       In Halobacterium -       Lichtenergie-Konvertierer der phototrophen Energiegewinnung
• 77. Halobakterien nutzen eine spezielle Form der Photosynthese. Zu welcher Gruppe von Mikroorganismen gehören Halobakterien? Welche Probleme ergeben sich aus ihrem Lebensraum, wo findet sich das Photosystem in der Cytoplasmamembran und wie funktioniert das Prinzip der halobakteriellen Photosynthese? -       Halobacteriales (Archeae!!) -       Extreme halophile Euryarchaeen -       Benötigen zum wachsen sehr hohen Salzgehalt
• 78. Wie erfolgt die CO2-Fixierung? Nennen Sie die Reaktionsschritte und wichtige Enzyme. Was sind Carboxysomen? -       Aufbau von Fructose (Fructose-6-Phosphat) -       Zuckerumlagerung führt zu C5 (Ribulose-5-Phosphat) -       Carboxysomen sind besondere Calvinzyklus-Enzyme, nur in autotrophen Mikroorganismen  
• 79. Nennen Sie wichtige metabolische Unterschiede von chemolitotrophen Mikroben und chemoorganotrophen Mikroben. chemolitotroph: - Energiegewinnung durch Oxidation anorganischer Elektronendonatoren - aerobe Atmung chemoorganotroph: - Energiegewinnung durch organische Elektronendonatoren - aerobe und anaerobe Atmung
• 80. Was verstehen Sie unter oxidativer Wasserstoffoxidation und wie erfolgt der Energiegewinn? -       Oxidation von Wasserstoff mit Sauerstoff -       Stark exergon -       Umsetzung der freigesetzten Energie durch Membranpotential (pmf) mithilfe von Enzymen  
• 81. Skizzieren Sie 4 wichtige biochemische Reaktionen von Schwefelbakterien. Oxidation reduzierter Schwefelverbindungen 1.     H2S + 2 O2                              -->        SO42- + 2 H+ 
 2.     HS- + 1⁄2 O2 + H+                   -->        S + H2O 
 3.     S + H2O + 1⁄2 O2                    -->        SO42- + 2 H+ 
 4.     S2O32- + H2O + 2 O2              -->        2 SO42- + 2 H+ 
  
• 82. Warum führt die bakterielle Oxidation des Schwefels zu einem Abfall des pH-Wertes? Durch die Ladungsverschiebung (pmf) ??
• 83. Beschreiben Sie den Schwefelkreislauf in der Natur. Beschreiben Sie den Eisenkreislauf in der Natur. bakterielle Eisenreduktion: Fe3+   Fe2+ (häufig in aquatischen Ökosystemen) Oxidation von Fe2+ aerob durch Chemolithotrophe Oxidation von Fe2+ anaerob durch phototrophe Bakterien oder Dentrifizierer
• 84. Wie können Bakterien im Bergbau eingesetzt werden? Beschreiben Sie ein Beispiel ausführlich. --> bei Kohleverbrennung entstehen große Mengen Schwegel-Dioxid -       Kohle-Entschwefelung der schädl. Schwefelanteile durch geeignete Mikroben -       z.b. Thiobacillus ferroxidans -       wandelt Pyrit in lösliches Eisensulfat
• 85. Erläutern Sie die Bedeutung von Pseudomonas für den natürl. Quecksilberkreislauf. -       Kann Quecksilber reduzieren -       Durch Quecksilber Reduktase (MerA) -       Elementares, flüchtiges Quecksilber wird gebildet und aus Zelle transportiert

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