- Apr 2021
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ilias.i-med.ac.at ilias.i-med.ac.at
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Versuch
Praktikum:
Erster Teil -> Erkennung von Oxidations und Reduktionsformen von Eisen
Zweiter Teil: Fenton und Luminol Reaktion -> Eisenspezies fürhen zu unterschiedlichen Effekten Luminol in basischen Verbindungen reagiert mit Wasserstoffperoxid + Häm-Eisen -> blauer Lichtimpuls
läuft Luminol Reaktion oder Fenton oder beide ab? Fällt etwas aus - Gasbläschen, Niederschlag etc. beschreiben + Erklärung warum
sieht man licht und wenn ja wie lange, unterschiede zwischen den drei proben
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FentonCancer Therapy
ROS werden genützt um Krebszellen abzutöten. Dabei erzeugen Salinomycin oder Eisenmycin eine Akkumulation von Eisen in Lysosomen.
führt zur Erhöhung von der Fenton Reaktion und Erhöhung der ROS Konzentration und deren Schäden.
Führt letztlich zum tod der krebszelle
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Atmungskette
In der Atmungskette liegt die Stelle an der die Radikale entstehen hauptsächlich am NADH-Coenzym-Q-Reductase-Komplex und bei der reduzierten Form des Coenzyms Q
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Quelle: AntioxidRedoxSignal. 2014;20(12):1917-24 FentonReaktion
Unter der Fenton-Reaktion versteht man eine starke Oxidation organischer Verbindungen mit Wasserstoffperoxid, die durch Eisensalze katalysiert wird. Dabei kommt es zur Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS)
in dem Fall = Hydroxy-Radikal
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„ Blue People“Methämoglobinämie
Unter Methämoglobinämie versteht man in der Medizin eine erhöhte Konzentration von Methämoglobin (Met-Hb) im Blut.
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Methämoglobin
Unter Methämoglobinämie versteht man in der Medizin eine erhöhte Konzentration von Methämoglobin (Met-Hb) im Blut. Das in den roten Blutkörperchen vorhandene Hämoglobin, das dem Sauerstofftransport dient, wird dabei in das funktionsunfähige Methämoglobin umgewandelt (oxidiert, siehe Methämoglobin) und steht damit nicht mehr für den Sauerstofftransport zur Verfügung.
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Methämoglobin
Methämoglobin ist ein Hämoglobin-Derivat, bei dem das normalerweise zweiwertige, zentrale Eisenatom zu dreiwertigem Eisen oxidiert ist
Dreiwertiges Eisen ist nicht in der Lage, Sauerstoff zu binden. Methämoglobin kann also nicht oxigeniert werden und keinen Sauerstoff transportieren. Darüber hinaus verändert es Hämoglobin in seiner unmittelbaren Umgebung so, dass es Sauerstoff zwar noch aufnehmen, aber nicht mehr abgeben kann.
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Dyshämoglobine
Dyshämoglobin sind Hämoglobin-Derivate, die nicht mehr oxygenierbar sind, weil die Bindungsstelle für Sauerstoff am zentralen Eisenatom blockiert ist.
Das Ansteigen von Dyshämoglobinen im Blut vermindert die Transportfähigkeit für Sauerstoff und kann eine Hypoxämie auslösen.
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AbsorbiertorangenesLicht, reflektiertblauesLicht
domed nonplanar
kann dadurch photometrische gemessen werden
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H2CO3
Kohlensäure
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HCO3
Bicarbonat
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Carbaminohämoglobin
Carbamino-Hämoglobin ist Hämoglobin, das Kohlendioxid gebunden hat
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Methämoglobin
Methämoglobin ist ein Hämoglobin-Derivat, bei dem das normalerweise zweiwertige, zentrale Eisenatom zu dreiwertigem Eisen oxidiert ist
Dreiwertiges Eisen ist nicht in der Lage, Sauerstoff zu binden. Methämoglobin kann also nicht oxigeniert werden und keinen Sauerstoff transportieren. Darüber hinaus verändert es Hämoglobin in seiner unmittelbaren Umgebung so, dass es Sauerstoff zwar noch aufnehmen, aber nicht mehr abgeben kann.
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CYP
Cytochrom
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Häm-Enzyme Cytochrom P450(CYP)
= Häm-bindendes Eisen Protein
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Dioxygenasen/Hydroxylasen
Als Dioxygenasen werden Enzyme bezeichnet, die beide Atome eines Sauerstoffmoleküls (O2) auf ein Substrat übertragen. Dioxygenasen verbrauchen oft NADH bzw. NADPH und sind oft abhängig von FAD und/oder Fe2+.
Hydroxylasen sind Enzyme, die eine Einbringung einer Hydroxygruppe in ein Molekül mit Hilfe einer Oxidationsreaktion katalysieren (Hydroxylierung). Sie gehören zur Gruppe der Oxidoreduktasen
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Die Atmungskette/Elektronentransportkette zur Oxidativen Phosphorylierung in den Mitochondrien enthält mehrere Eisen-Schwefel Zentren
Eisen-Schwefel-Cluster sind Komplexe aus Eisen und anorganischem Schwefel, die in Proteinen enthalten und als Cofaktoren an der Übertragung von Elektronen beteiligt sind.
Eisen-Schwefel-Cluster kommen in verschiedenen Enyzmen vor, die den Transfer von Elektronen katalysieren. Besonders häufig sind sie in den Enyzmkomplexen der mitchondrialen Atmungskette und der pflanzlichen Photosynthese enthalten.
Komplex I = 8 Eisen-Schwefel-Zentren Komplex II = 3 Eisen-Schwefel-Zentren Komplex III = 1 Eisen-SChwefel-Zentrum
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Chelator
Chelatkomplexe, wie Häm, Caeruloplasmin oder Citrat, bringen zum einen den Vorteil, dass durch die doppelte Bindung des Ions eine Dissoziation unwahrscheinlicher und die Bindung damit stabiler wird. Desweiteren ist ein Chelatkomplex energetisch günstig, da die Entropie weniger gesenkt wird, als dies bei einer Ionenbindung mittels mehrerer verschiedener Liganden passieren würden.
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Hämochromatose
ist eine Erkrankung, bei der es durch eine erhöhte Aufnahme von Eisen im oberen Dünndarm und exzessive Eisenspeicherung (Einlagerung) vor allem in parenchymatösen Organen zu entsprechenden Organschäden kommt
= Erbkrankheit
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Benötigter Bedarf
warum spike in erstem jahr? durch Blutbildung vermutlich?
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ReduktionsäquivalentfürFe3
Reduktionsmittel für Fe3+ = Vitamin C
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Konjugation mit Häm-und Nicht-Häm-Proteinen zur Verfügung
??
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- Mar 2021
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C>T
Cytosin durch Thymin getauscht
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G>A
Guanin durch Adenin ausgetauscht worden
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MHP
milde Hyperphenylalaninämie
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Abhängigkeit der PAH Aktivität von Phe und BH4
bei fast allen die Produktion von Tyrosin im allgemeinen deutlich verringert
Aktivitätsfenster abhängig der Verhältnisse von den Konzentrationen vom Phe und Cofaktor stark verkleinert in meisten fällen
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Tyrosin
Dopa
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milde PKU
Bei Patienten mit milder PKU (Typ II) oder persistierender Hyperphenylalaninämie (Typ III) ist das Risiko einer geistigen Behinderung deutlich geringer
Klinische Zeichen sind eingeschränkte kognitive Funktionen und Verhaltens- und Entwicklungsstörungen
Phe-Diät im Kindesalter und während Schwangerschaft?
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milde Hyperphenylalaninämie
Restaktivität der Phenylalaninhydroxylase vorhanden, weshalb die Symptome vergleichsweise milde ausfallen bedarf keiner Therapie
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Haarkolorit
Melanin
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Phenylalanin
Dopa - Vorstufe der Biosynthese der Neurotransmitter Adrenalin, Noradrenalin und Dopamin sowie der Melanin
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Phenylalanindehydrogenase
führt dann zu Phenylpyruvat
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PAH
Phenylalaninhydroxylase
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Erste Nicht-Diät-Behandlungen für PKU
Bei atypischen Formen einer PKU ersetzt man künstlich das fehlende Koenzym BH4 sowie bestimmte Botenstoffe wie Dopamin und Serotonin
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Zystische Fibrose
Die Mukoviszidose ist eine Erbkrankheit aus der Gruppe der Stoffwechselstörungen. Sie verursacht die Produktion eines zähen Sekrets durch die exokrinen Drüsen.
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Galaktosämie
Die Galaktosämie ist eine angeborene, autosomal-rezessiv vererbte Stoffwechselstörung, die den Galaktose-Metabolismus betrifft. Sie ist durch eine erhöhte Konzentration von Galaktose im Blut gekennzeichnet
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Biotinidase-Mangel
Biotinidasemangel ist eine autosomal-rezessiv vererbte, angeborene Stoffwechselkrankheit, die auf einer Aktivitätsminderung des Enzyms Biotinidase beruht. Biotin ist ein Vitamin, das Cofaktor von vier Carboxylasen ist. Die Biotinidase ist an diesem Recycling des Biotins beteiligt. Eine verminderte Aktivität führt zu einem Biotinmangel und hat direkten Einfluss auf die Funktionalität der Carboxylasen.
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Carnitinzyklusdefekte
Die Carnitinzyklus-Defekte sind autosomal-rezessiv vererbte Erkrankungen des Lipidstoffwechsels. Bei den Carnitinzyklus-Defekten ist der Transport der Fettsäuren in die Mitochondrien gestört
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CoA
Coenzym A
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Trifunktionales Protein
Mitochondriales trifunktionelles Protein ist ein Protein, das an die innere Mitochondrienmembran gebunden ist und drei der vier Schritte der Beta-Oxidation katalysiert
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Organoazidopathien
Überbegriff für eine Gruppe von Stoffwechselerkrankungen, die den Abbau von Aminosäuren oder Fettsäuren betreffen und überwiegend einem autosomal rezessiven Erbgang folgen mit Anreicherung und Ausscheidung von organischen Säuren
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Leuzinose
Die Ahornsirupkrankheit ist eine autosomal-rezessiv vererbte Stoffwechselerkrankung durch einen Defekt des gemeinsamen Dehydrogenasekomplexes der Alpha-Ketosäuren der verzweigtkettigen Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin mit nachfolgender ausgeprägter neurologischer Symptomatik im Neugeborenenalter bei charakteristischem Uringeruch
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Aminoazidopathien
Als Aminoazidopathien bezeichnet man erbliche Stoffwechselkrankheiten, die durch einen gestörten Aminosäurestoffwechsel bedingt sind
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Hypothyreose
Unter Hypothyreose oder Hypothyreoidismus versteht man eine mangelnde Versorgung des Körpers mit den Schilddrüsenhormonen Trijodthyronin (T3) und Thyroxin (T4)
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Adrenogenitales Syndrom
Das Adrenogenitale Syndrom (AGS) ist eine angeborene Störung der Hormonbildung der Nebennierenrinde. Beim Adrenogenitalen Syndrom kommt es durch eine angeborene, genetische Veränderung im Syntheseweg zur verminderten Bildung von Cortisol und Aldosteron sowie zu einer vermehrten Bildung männlicher Hormone. Die häufigste Form ist der 21-Hydroxylasemangel.
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geeignetallerdings
???
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Phenylalanin-Konzentration:
Interpretation!!!
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weniger streng ab dem 10. Lebensjahr
Schwangerschaft?
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Abhängigkeit der PAH Aktivität von
Interpretation?
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Inkludierte Erkrankungen
Erkrankungen nachlesen
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ilias.i-med.ac.at ilias.i-med.ac.at
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Lipide
im Praktikum eine der Vier Lipidspeichererkrankungen zu diagnostizieren
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GangliosideGlycosphingolipide
Glycosphingolipide haben als Zuckerreste gebunden Die Zuckerreste an der Zelloberfläche sind wichtig für spezifische Zell-Zell-Interaktion
Kommen vor allem im zentralen Nervensystem vor
Bei den Cerebrosiden = Zuckerreste Glukose oder Galaktose
und wenn eine Sulfogruppe an den Sauerstoff der OH-Gruppe gekoppelt entstehen Sulfatide
Bei den Gangliosiden sind die Zuckerreste Glukose, Galaktose, Galaktosamin oder Sialinsäure
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enzymatischen Schritte
defekte Enzyme
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Wichtigste Sphingolipidosen
anything else?
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Fettsäuren werden in der ß-Oxidation in den Mitochondrien „verbrannt“.
verbrannt?
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Sulfatide
???
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Aufbau der wichtigsten Lipidklassen
Beschreibungen?
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von Albumin transportiert
Mechanismus?
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Steroide,Eicosanoide,Docosanoide,Sphingosine
Aufgaben?
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einige hundert
ca. 500 Fettsäuren bekannt
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Isoprenoide
more information?
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PUFA
mehrfach ungesättigte Fettsäuren
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- Feb 2021
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Local file Local file
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Glycin + Succinyl-CoA > d-Aminolävulinsäure
Welche Verbindung ist die unmittelbare Ausgangssubstanz für die Synthese von Häm?
- Glycin
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- Jan 2021
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Local file Local file
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Reizaufnahme
Welche der nachstehend genannten Zuordnungen von Rezeptor der Haut und Funktion trifft NICHT zu?
- Ruffini-Körperchen: Chemozeption (richtig wäre Mechanozeption
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PC-Sensor(Vater-Pacini)
Welche der nachstehend genannten Zuordnungen von Rezeptor der Haut und Funktion trifft NICHT zu?
- Vater-Pacini-Lamelllenkörperchen: Chemozeption (richtig wäre Mechanozeption v.a. Vibrationen)
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Wahrnehmungspsychologie
Welche Aussage zur Wahrnehmungspsychologie trifft NICHT zu:
- Die Wahrnehmung ist vollständig durch Prozesse der Sinnesphysiologie erklärbar
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Local file Local file
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Adrenalin
Die Wirkung vieler Hormone wird durch "second messenger" umgesetzt. Zur Freisetzung welcher der folgenden "second messenger" kann Adrenalin führen?
- DAG
- cAMP
- Ca 2+
- Inositol-1,4,5-triphosphat
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Gs > PKA > cAMP steigt > Wirkung je nach Rezeptortyp
In Zellen kann man eine Vielzahl unterschiedlicher Hormonrezeptoren finden. Häufig findet die Signaltransduktion dieser Rezeptoren über wenige konservierte Signalwege statt. Welche Signalwege führen zu einer Regulation der Proteinkinase A?
- Signalwege, die Gas aktivieren
- Signalwege, die Gai aktivieren
Die Proteinkinase A reguliert eine Reihe von Schlüsselenzymen und Proteinen. Wählen Sie die Proteine aus, die von der Proteinkinase A phosphoryliert und reguliert werden.
- Glycogen-Synthase
- Cholesterinesterase
- CFTR-Kanal
- Phosphorylase-Kinase
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Calciferole (Vitamin D)
Cholesterin:
- Vitamin D
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erfolgt an Tyrosinrestendes in das Follikellumen sezernierten Thyreoglobulin
Welche Aussage trifft nicht zu:
- Iodid wird in den Follikelzellen in das Thyreoglobulin eingebaut
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alle 4 glandotropen Hormone erhöhen durch Aktivierung von Gs-Proteinen den cAMP-Spiegel der Zellen und aktivieren die PKA
In den Epithelzellen der Sammelrohre der Niere führt ADH zum Einbau von Aquaporinen in die luminale Plasmamembran. ADH aktiviert G protein α s (Gαs). Welches Enzym ist an der weiteren Signaltransduktion vom ADH V2 Rezeptor beteiligt?
- Proteinkinase A
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TRH
richtig: ringförmiger Glutamatrest, Tripeptid
flasch: Hydroxyprolin
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Katecholamine
Katecholaminfreisetzung Steuerung:
- präganglionäre sympathische Neurone
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Cortisol)
Welcher der folgenden Liganden oder Reize aktivieren KEINE 7-TransmembranhelixRezeptoren?
- Cortisol
Welche Aussage zum hormonellen Regelkreis des Cortisols ist richtig?
- Cortisol hemmt direkt die Freisetzung von ACTH
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Steroidhormone
Wie wirken Steroidhormone in ihrer jeweiligen Zielzelle?
- Steroidhormon-Rezeptoren binden nach Bindung des Hormons sequenzspezifisch an DNA
Welche Aussage über Genregulation durch Steroidhormone trifft zu?
- Steroidhormonrezeptoren können nach Bindung des Hormons an bestimmte DNASequenzen binden
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Dopamin
Welches Rezeptor ist Gs gekoppelt?
- D1
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Cholesterin
durch die LCAT findet die Cholesterin-ester Synthese statt
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Neurotransmitter
Was ist kein hemmender Neurotransmitter?
- Glutamat
Was sind hemmende Neurotransmitter?
- GABA, Glycin, Dopamin, Endorphine
Aus was kann man Neurotransmitter bilden?
- Phenylalanin
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Biosynthese der Steroidhormone
Wodurch wird die Cholesterin Synthese nicht gehemmt?
- Insulin
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Insulinfreisetzung
Transportmechanismen flasch:
- Insulin bewirkt einen vorwiegend primär-aktive Transport von Glucose in die Fettzellen
Wodurch wird die Cholseterin Synthese nicht gehemmt?
- Insulin
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Prostaglandin
Welches dieser Hormone ist aglandulär?
- Prostaglandin E
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2 gut charakterisierte Isoformen: COX-1 und COX-2
Was muss man inhibieren um die Prostaglandinsynthese zu unterbinden?
- COX 1
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niedrige Cortisolspiegel(Glucocorticoid) stimulieren die ACTH-Freisetzung
CRH - ACTH - Cortisol:
- Cortisol hemmt direkt ACTH
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Renin-Angiotensin-System
- Angiotensin II hemmt die Renin-Sekretion
- Angiotensin II stimuliert die Freisetzung von Aldosterol
- Renin konvertiert Angiotensinogen zu Angiotensin I
- Renin ist eine Protease, die als Protein in Vesikeln gespeichert wird
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3 Schilddrüsenhormone
- Eine Speicherung des iodierten Thyreoglobulins erfolgt außerhalb der Follikelzellen
- Triiodthyronin (T3) und Thyroxin (T4) hemmen die Synthese von TSH (Thyreoideastimulierendes Hormon, Thyreotropin, thyreotropes Hormon)
- Triiodthyronin (T3) und Thyroxin (T4) hemmen die Synthese von TRH (ThyreotropinReleasing Hormon, Thyreoliberin
- Zur Synthese von T3 und T4 ist H2O2 erforderlich, welches von der NADPH Oxidase gebildet wird
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Östrogen
besteht unter anderem aus 18 C-Atomen
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Reaktion der Cholesterin
Während der Reaktion der Desmolase entsteht ein Dioxygen-Dianion
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PKA
Die Proteinkinase A reguliert eine Reihe von Schlüsselenzymen und Proteinen. Wählen Sie die Proteine aus, die von der Proteinkinase A phosphoryliert und reguliert werden.
- Glycogen-Synthase
- CHolesterinesterase
- CFTR-Kanal
- Phosphorylase-Kinase
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Phospholipase C
Welche der folgenden Aussagen zur Phospholipase Cβ ist richtig? Phospholipase Cβ …
- spaltet Phosphatidylinositol4,5bisphosphat
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Cholesterin-Esterase
Cholesterin:
- durch die LCAT findet die Cholesterinester Synthese statt
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Aminoacyl-tRNA-Synthetase
- Aminoacyl-tRNA-Synthetasen erkennen jeweils spezifisch tRNA-Moleküle und eine spezifische Aminosäure
Ribosomen besitzen 3 funktionell unterschiedliche Bereiche, die als A, P und E-Stellen bezeichnet werden. Welche Aussage zur A-Stelle trifft zu?
- Die A-Stelle fungiert als Bindungsstelle für die nächste Aminoacyl-tRNA während des Elongationszyklus
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Adenosin-Desaminase
Zu was katalysiert die Adenosin-Desaminase die Umwandlung von Adenosin?
- Inosin
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Adenosin
Welche Aussage zu Adenosin Rezeptoren ist falsch?
- Gehört zur Gruppe der purinergen Rezeptoren – richtig
- Werden durch Methylxanthine gehemmt – richtig
- werden durch Koffein stimuliert – falsch
- werden durch extrazelluläres Adenosin stimuliert- richtig
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Choesterin-20,22-Desmolase
Welche Aussage zur CholesterinDesmolase ist richtig?
- Während der Reaktion der Desmolase entsteht ein DioxygenDianion
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Tryptophan
Aus Tryptophan kann hergestellt werden?
- Niacin
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Kinine
Vorform von Kinin = Kininogen
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Acetylcholinesterase
Dauerdepolaristaion der subsynaptischen Membran
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- Dec 2020
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COPD
zerstörte Alveolarwand, enge und verschleimte Bronchien, abgestorbenes Lungengewebe
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Peak-Flow-Meter
Frühwarnsystem
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21Lungenerkrankungen
Prüfungsfragen mit den Folien beantwortbar
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Schema 4: Rexed-Laminae und wichtigeBahnen auf Höhe des cervikalen Rückenmarks
Zeichenvorlage III
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Schema 3: Wichtige Begriffe der Rückenmarksanatomie
Zeichenvorlage II
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Schema 2: Abschnitte des ZNS und wichtige Orientierungspunkte
Zeichenvorlage I
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- Nov 2020
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ilias.i-med.ac.at ilias.i-med.ac.at
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Next Generation Sequencing
Verwendung von Basen denen die 3' Part fehlt - kann nicht verlängert werden - jedes mal wenn es eingebaut wird bricht die Verlängerung ab und man kann die Länge des Moleküls auslesen
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Gene therapyascureforHIV
hatte HIV und Leukämie -> Knochemarktransplantation mit Mutation im CoRezeptor -> T-Zellen aus dem Knochenmark HIV resistent
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HIV co-receptor
Corezeptoren sind nötig für die Infektion - Gen nicht essentiell -> Vorteil
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naturalresistance
Resistente Menschen haben eine Mutation im Rezeptor der nötig ist für die HIV Infektion
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AIDS: HIV
baut seine DNA in die Wirtszelle ein - nur auf genetischer Ebene behandelbar
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human genomeeditingin an embryo
wollte AIDS resisente Menschen schaffen
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Prime-editing
schreiben von neuen Segmenten - in Segmentsn an bestimmte Stelle die Sequenz rein koodieren > Reversetranskriptase wandelt RNA dann in DNA um
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Human germlinegenomeediting
Thema drei
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cimmune system
Akute Abwehr und Memoryfunktion -> CRISPR-CAS9 System indizierte virale DNA wird in kleine Stücke zerschnitten - in kleinen Stücken in das Genom eingebaut so Speicherung von allen Viren im Gen, alle die eingetreten sind Genom wird in RNA transkribiert - unterschiedliche kleine RNA Stücke können einen RNA Protein Komplex bilden -> Abwehrfunktion = komplementär bei einer erneuten Infektion -> ist eine Endonuklease und zerschneidet DNA des Virus
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AS9-CrispR
viel genauer - RNA Molekül zu einer bestimmten Sequenz im Genom komplementär (aussuchbar) durch Guide-RNA wird Protein an bestimmten Ort im Gen gebracht = Endonuklease kann Doppelstrangbruch durchführen wird von Guide-RNA an richtige Stelle geleitet und zerstört die Doppelsträngige RNA des Virus
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mRNAInaktivierung mittels RNAi
RNA Interferenz - doppelsträngige RNAs chemisch sehr verändert ein Abwehrmechanismus gegen doppelsträngige RNA Viren System nicht sehr genau und viele Nebeneffekte kann Gen nicht ausschalten, kann Translation verhindern
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Neue Targets –Neue Therapien
Prinzip der synthetischen Letalität: Vergleich von zwei Zelltypen - man mutiert alle Gene in beiden Zelltypen damit sie inaktiv sind oder verhindert Expression der Zelle damit ein Gen fehlt Dabei findet man essentielle Gen und wenn inaktiv stirbt Zelle aber auch Tumorzelle durch RAS Mutation hat die Tumorzelle andere Sensitivität da andere Pathways blockiert sind -> stärker betroffen Zielmoleküle -> Tumorspezifische Therapie
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Zeit
unausweichliche Resistenz -> daher immer kombinierte Therapien
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Genetische Heterogenität des Tumors
Tumorentstehung - muss mehrere Mutationen durchlaufen die sich der Kontrolle der Zelle entzieht (sequenziell) sein Genom muss instabil werden - dadurch ändert sich das Gen -> Tumor = sehr heterogen (jede Base des Genoms ist mutiert)
selbst in kleinen Metastasen ist jede Zelle in ihrer Mutation unterschiedlich -> genetische Heterogenität (jede Tumorzelle unterschiedlich)
jedes Therapeutikum hat schon anfänglich eine Resistenz -> ein paar Zelle sind von Anfang an schon so mutiert dass sie resistent sind -> aus wenigen Zellen Remission
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Therapieresistenz
Behandlung bis Resistenz -> Mutation Mutation Untersuchung und neue Therapie
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drugdesign
Kinase Inhibitor für dieses Kinase Domäne von dem Fusionsprotein (Philadelphia Chromosom
im katalytischen Zentrum statt ATP wird Inhibitor eingebunden und blockiert -> inaktiv
nach einer Zeit werden die Patienten resistent - Mutanten entstehen im Patienten die die Aktivität der Kinase nicht beeinträchtigen aber verhindern das der Inhibitor an das aktive Zentrum binden kann
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CML
Regulatorischen Domänen entfernt und durch BCR-ABEL Domäne ersetzt -> verschiedene Formen von Leukämie
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Kinasen der Src-Kinasen
eine Kinase die in einem tumorinduzierendem Onkogen gefunden wurde
autonom regulieren sie die Zellproliferation und können Tumoren bilden
hat eine SH2 und SH3 Domäne -> in vielen anderen Proteinen auch zu finden
- SH2 bindet phosphorylierte Aminosäure - kontrolliert aktiv die Zellteilung ein regulatorische und ein katalytischer Anteil -> SH2 und 3 nötig um die Kinase zu aktivieren
Proteinfaltung und Öffnung können die Kinase aktivieren - SH2 nötig dafür
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B-RAF Inhibito
Zeichen der Tumor Kachexie und viele Hautmetastasen nach Therapie verschwunden -> zielgerichtet nach einem Jahr ist der Tumor resistent geworden kommen an den gleichen Zellen wieder weil nicht alle Zellen in den Metastasen abgestorben sind und von dieser Zelle ausgehend der resistente Tumor sich wieder ausbreiten kann
nur eine Mutation auf RAS um eine dominante Mutation zu bekommen
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Raf-Inhibition und ‚paradoxe‘ MAPK Aktivierung
RAF Proteine regulieren sich selber und können sich in einem inaktiven zustand halten erst bei sehr hohen Dosen kann man die Inaktivierung aufrecht erhalten in unzureichender Menge kommt es wieder zur Proliferation
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Ras-Blockade
Ras ist kein integrales Membranprotein - muss an die Membran gebracht werden
mögliche Inhibitoren:
- Transport an die Membran zu verhindern
- Ras direkt zu blockieren
- Moleküle unterhalb von Ras blockieren (Kaskade) Tumor hat durch sein spezifisches Onkogen eine Schwachstelle -> durch die Mutation oft nur ein Weg offen, in normalen Zellen alternative Wege zum Umgehen der Blockade
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Farnesyltransferase-Inhibitoren (FTIs)
Ras hat am Anchor eine CAAX Gruppe - an erster Stelle ein Cystein -> nötig um an die hydrophober werden durch Anhängung eines Lipids durch Farnesyltransferase dadurch hydrophob und kann an die Membran gebracht werden -> Inhibitor für Transferase - Ras kann dieser Blockade aber schnell entkommen - in Tumortherapie nicht wichtig
für Hutchison-Gilford Progerie Syndrom -> Atrophie bei alten Menschen schon beim Kind zu sehen (beschleunigtes Alter) Zellkern sind zerknüllt - dadurch funktioniert die normale Genexpression nicht, Zellen altern zu schnell
Mutation: Gen produziert ein Protein um Kernhülle durch Lamine aufrechtzuerhalten -> Lamine haben CAAX Box durch Inhibitor regeneriert sich das Gewebe wieder
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Personalisedcancermedicine
zweites Thema
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Primäre und sekundäre Resistenz
Tumor war schon primär oder sekundär Resistenz Signalwege möglich um die Signaltransduktionswege zu umgehen
Tumorumgebenden Stromazellen produzieren Wachstumsfaktoren um die Signaltransduktion zu umgehen - unbewusst für eigene Funktion, kann Tumorzelle retten und dadurch erhält sich der Residenzmechanismus
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RAF-kinases
RAF Proteine agieren alle miteinander und geben Signal an die MAPKinasen Kaskade weiter -> Proliferation
3 RAF Kinasen - haben RAS bindende Domäne
- 2 Scathholding Proteine & Virale RAF
- Viren bei Tieren die aktive Signaltransduktions Domäne tragen - in Gewebe können sie Tumoren auslösen - Anteile die diese Tragen sind nötig für die Weiterleitung des Signals
vor allem B RAF Variante kommt am meisten vor für Signalweiterleitung nur die Kinase Funktion nötig
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G12C Mutation
Oberflächen bei Mutanten von Ras sind anders - für Ras eine inaktivierende Mutation - verhindert die GTP Spaltung -> konstitutiv aktiv
Inhibitoren angepasst spezifisch auf die Oberfläche der Mutation
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oncogeneaddiction
Maus-Tumor-Model: Transkriptionskaskade -> D1 = Zellproliferation Mutation in RAS
Mutation: Zelle wird sich immer teilen -> kausale Mutation für die Tumorentstehung
Alle Wachstumsfaktoren / Wege die Proliferation steuern laufen über D1
Tumor braucht immer sein Onkogen wenn ursächliche Onkogen inaktiviert wird bei Tumoren - bilden sich vollkommen zurück; Tumor bleibt von seinem Onkogen abhängig -> zielgerichtete Therapie
(nächste Folie) Entwicklung von vielen Inhibitoren - nicht jeder Inhibitor wirkt gleich in jedem Tumor -> Tumorspezifisch
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Initiation ofRas signalling
- Rezeptor wird durch seine Liganden dimerisiert
- P-Gruppe angehängt - verändern die Oberfläche
- andocken mehrerer Proteine
- Aktivierung von RAS
- downstream signaling
spezifisches Andocken -> RAF - dockt an und leitet Signal weiter - lösliches Signal, Transkriptionsfaktor erreichen, amplifiziert von einem Molekül auf mehrerer
Transkriptionsfaktoren = RAF-MAPKinasen Kaskade Weiterleitung über Addition von einer Phosphatgruppe
MEK lösliche Kinase
- Erk1 oder 2 kann in den Zellkern treten
- Übergabe an Transkriptionsfaktoren
(MAPKKKinase - MAPKKinase - MAPKinase) Proliferation und Zellteilung
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RAS effectordomain
zwei Folien runter: Zwei Wege - Zellteilung und Zelluläres Wachstum = koordiniert
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Docking
Folie davor wichtig! komplexer Output Layer, deswegen Konsequenzen schwer vorherzusagen, kommt auf Interpretation und Ausführung an nicht jede Zelle exprimiert alle Wege und braucht alle Wachstumshormone -> in einer Zelle selber linearer Weg RAS reguliert zwei Wege
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Rasopathien
- unterschiedliche Krankheitsbilder -> alle unter Rasopathien zusammenfassbar
- Wahrnehmung - Schaltproteine wichtig für Weiterleitung von Signalen von Wachstumsfaktoren -> Genexpressionsänderung
- Gene der Kinasen können mutieren - konstitutiv aktiv -> zwingt die Zelle zur Proliferation = alle Krankheiten haben Ursache in diesem Signaltransduktionsweg
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Regulation
wenn RAS katalytisch inaktiv ist ist es immer in seiner Funktion aktiv
- Inaktivierung von außen über GAP -> Neurofibromin
- Aktivierung von auße über GEF
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RAS
- Enzym - GTPase; aktiv oder inaktiv vorliegen, kann Zustand selbst regulieren
- beide Schritte der Aktivierung und Inaktivierung kann von außen gesteuert werden
- rote Helix - in der Nähe das dritte Phosphat -> ob da oder nicht ändert die Struktur der Switch Helix - ändert die Form des Proteins - andere Funktion
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Neurofibromatosis
Krankheitsbilder betreffen den ganzen Körper - alle irgendwie verbunden
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30% milde intellektuelle Minderbegabung
eigene Krankheitsbilder aber teilen sich einige Symptome
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Vom Phänotyp zum Genotypzur Therapie ?
Erstes Thema
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