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Gami (Fach) / Lektion 4 (Lektion)

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  • Proteinabbau durch Bakterien? Unterschiede Dünn-und Dickdarm Herkunft der Proteine allg AS Fermentation Welche Bakterien tun dies? Proteine sind in der gesamten Länge des Colons als Substrat verfügbar -> 3-25g/d Protease Aktivität des Wirtes nimmt von Dünndarm zu Colon ab und die Proteasen unterscheiden sich quantitativ und qualitativ (da andere pH Optima) Serinproteasen Asparaginproteasen Thiol/ Cysteinproteasen Metalloproteasen im Dünndarm nur Wirtsproteasen, im Dickdarm Mischung aus Wirts-und Bakterienproteasen Herkunft der Proteine = nicht verdaute Nahrungsproteine + sekretierte Wirtsproteine (Mund, Magen, Pankreas, Dünndarmsekretion) bakterielle Sektretion und humane Verdauungsenzyme bakterielle Lysisprodukte Dickdarmucine abgeschilferte Dickdarmzellen Allgemeine bakterielle AS Fermentation Spaltung der Polymere --> Splatung Oligomere --> Aufnahme von Peptiden durch Bakterien  Nutzung als N / C / Energiequelle (sowohl saccharolytische als auch asaccharolytische Bakterien) AS Ausscheidung Bakterien die AS abbauen  saccharolytische + asaccharolytische --> Einige saccharolytische Bakterien decken einen Teil ihres Energiebedarfs durch Abbau von Peptiden und Aminosäuren Einige wenige obligat proteolytische Bakterien sind nicht in der Lage, Kohlenhydrate als Energiequelle zu nutzen Einige Anaerobier wie Fusobacterium nucleatum fermentieren Aminosäuren und Zucker gleichzeitig
  • Nenne Hauptabbauprodukte des bakteriellen Proteinabbaus? SCFA z.B. Acetat, Propionat, Butyrat BCFA Isobutyrat, Isovalerat, Isocapronat --> gelten als Nachweiß für bakterielle AS Fermentation!! Amine
  • gibt es Unterschiede in der bakteriellen AS Abbaurate? jap Arginin/Threonin > Lysin > Phenylalanin > Leucin > Isoleucin
  • Welche Reaktionen werden beim AS Abbau durch Bakterien katalysiert? auch "Mechanismen des AS HH in aeroben Darmbakterien? Transaminierung Einfache Desaminierung Oxidative Desaminierung Reduktive Desaminierung Stickland-Reaktionen Decarboxylierung 
  • Nenne Beispiele für bakterielle AS Fermentation? Glycin --> CO2 3 Glycin --> 3 Acetat Lysin --> Acetat Glutamat --> Acetat und Pyruvat
  • Wo kommt es zur H2 Entstehung? anaerober Abbau von Polysacchariden im Colon erfolgt durch bakterielle Lebensgemeinschaften gebildete Monosaccharide werden über Pyruvat weiter verstoffwechselt Bei der Pyruvatspaltung kann es unter anaeroben Bedingungen zur H 2Bildung kommen: Pyruvat: Ferredoxin Oxidoreduktase + Hydrogenase Pyruvat-Formiat-Lyase + Formiat Hydrogenlyase 
  • Nenne Prozesse des H2 Verbrauchs und der Ausscheidung? -->  im Zuge der Fermentation im Dickdarm auftretendes Intermediat, Ausscheidung 1) durch Reoxidation Der größte Teil des gebildeten Wasserstoffs wird im Colon wieder durch  a) Homoacetogene Bakterienb) Methanbildende Archaeac) Sulfatreduzierende Bakterien reoxidiert 2) durch Exkretion: Atem, Flatus bei der Bildung kleiner Mengen an H2 wird der größte Teil des gebildeten Gases über das Blut ausgeschieden größere Volumina werden anal ausgeschieden
  • Zusammensetzung des intestinalen Gases? N2, H2, CO2,CH4 + (Spuren von Indol, Skatol, Mercaptanen und H2S
  • Reaktionsgleichung Homoacetogene, Methanogene und Sulfatreduzenten? Acetogenese 2CO2 + 4H2 ----> CH3COOH + 2H2O G0 = -95 kj/mol Methanogene: CO2 + 4H2 -----> CH4+ 2H2O G0 = -137 kj/mol Dissimilatorische Sulfatreduktion: SO42- + 4H2 -----> S2- + 4H2O G0 = - 152 kj/mol 
  • Welche KH gelangen in den Darm? Die meisten aufgenommenen Saccharide erreichen nicht den Dickdarm, da sie im Dünndarmresorbiert werden. Kleine Mengen einfacher Saccharide:  2 - 4 % aufgenommener Saccharose kann in den Dickdarm Grad der Verdauung hängt davon ab, ob das einfache Saccharid mit einer  Mischung komplexer Kohlenhydrate aufgenommen wird Nahrung, die reich an Ballaststoffen ist: einfache Saccharide häufig nicht verwertet, da in der Nahrungsmatrix nicht zugänglich Bestimmte Saccharide werden im Dünndarm überhaupt nicht verwertet, da dem Menschen notwendige Enzyme zur Verwertung fehlen:  Stachyose (Tetrasaccharid),  Raffinose (Trisaccharid),  Lactulose (Disaccharid),  Sorbit (Monosaccharid) Maillard Produkte Polysaccharide (Ballaststoffe, allen voran Xylane) Guar Algenploysaccharide Viele Species der im menschlichen Darm vorkommenden Bakterien sind in der Lage, Polysaccharide als Substrat zu nutzen Bacteroides gehören zu den vielseitigsten Polysaccharidverwertenden Bakterien im Darm des Menschen
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  • Welche Enzyme der Bakterien katalysieren den KH Abbau? Viele Bakterien produzieren Polysaccharidasen, die sie in einer bestimmtenWachstumsphase (stationäre Phase) in das umgebende Medium freisetzen:Exoenzyme z.B. Klebsiella oxytoca setzt Pullulanase in der stationären Wachstumsphase frei Während der restlichen Zeit befindet sich das Enzym auf der Zelloberfläche und kann Pullulan spalten andere Bakterien haben die depolymerisierenden Enzyme im Periplasmatischen Raum und setzen diese nicht frei z.B. Bacteriodes
  • KH Fluss im Darm? Komplexe Polymere --> Oligosaccharide --> Hexosen über EMP (=Gylkolyse) oder ED zu Pyruvat --> Abbau zu Intermediaten ..

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