Versteht einer diese Aufgabe 3) Biologie?
Hallo Leute kann mir einer bitte mit dieser Aufgabe helfen ich verstehe nicht was die Ursachen sind für die Veränderungen? Danke im vorraus.
Thema: Eigenschaften und Wirkungsweise von Enzymen
1 Antwort
Hi,
na ja das Enzym Glucokinase ist an der Regulierung des Blutzuckerspiegels beteiligt. Auf welche Weise, geht aus der Aufgabe nicht hervor. Das ist relativ komplex, wie diese Abb. zeigt:
Bild: verändert nach: Fajans SS, Bell GI, Polonsky KS: “Molecular mechanisms and clinical pathophysiology of maturity-onset diabetes of the young.” N Engl J Med. 2001 Sep 27;345(13):971-80. link: https://monogenicdiabetes.uchicago.edu/for-healthcare-professionals/gck-mody-mody-2/
Ich habe in der Abb. mal rot markiert, wo die Glucokinase auftaucht und um was es bei der Regulation geht: Die Freisetzung des Hormons Insulin. Ich werde das jetzt nicht aufdröseln, entweder ihr habt das vorher gemacht oder mir würde die Aufgabenstellung suspekt vorkommen, weil zu viele Teile im Dunkeln bleiben, die Schüler nicht wissen können und man ihnen daher nicht abverlangen kann, eine veränderte Insulinausschüttung zu erklären.
Jedenfalls ist das Enzym Glucokinase unerlässlich für eine Blutzuckerspiegelüberwachung. Mit einfachen Worten: Geht der Blutglucosespiegel hoch, folgt eine erhöhte Insulinsektretion als Antwort. Das Enzym Glucokinase ist Teil eines "Glucosesensors" in den Zellen der Bauchspeicheldrüse. Diese Information geht aus dem Material gar nicht hervor, wobei ich das gesamte Material ja nicht kenne.
Ein Defekt des Enzyms Glucokinase, wofür man als Ursache eine Genmutation im Glucokinase-Gen annehmen kann, führt zu einer geringeren Aktivität des Enzyms (50% oder 0,5% Restaktivität, Tab.1).
Das was man dem Material noch entnehmen kann, ist, dass die Mutationen im Glucokinase-Gen verschiedene Bereiche des Enzyms betreffen, nämlich hier an den Beispielen 5, 6 und 7 dargestellt, die sich in unterschiedlicher Weise auf die Aktivität des Enzyms auswirken. Abb. 3 kann man entnehmen, dass beispielsweise Veränderung 5 an der Raumstruktur des Enzymmoleküls zu 50% Aktivitätsverlust führen, Veränderungen 6 und 7 zu 99,5% Aktivitätsverlust.
D.h. die Änderungen der Raumstruktur des Proteins 6 und 7 sind für die Funktion des Enzyms weitaus folgenschwerer, als Veränderung 5. Wenn man sich anschaut, wo das Substrat, die Glucose, am Enzym bindet (die Reaktion ist im Übrigen auch nirgends beschrieben), dann sieht man, dass Veränderungen 6 und 7 sehr dicht am aktiven Zentrum der Enzyms zu liegen scheinen, während Veränderung 5 weiter vom aktiven Zentrum entfernt ist. Die Veränderungen an der Raumstruktur des Proteins, in unmittelbarer Nähe des aktives Zentrums, haben einen erwartbar größeren negativen Einfluss auf die Enzymfunktion, mit der Folge eines fast vollständigen Ausfalls.
Die Glucokinase überträgt eine Phosphatgruppe auf Glucose, nachdem diese in die Zelle aufgenommen wurde. Das hindert die Glucose daran die Zelle wieder zu verlassen und führt sie dem Stoffwechselweg der Glykolyse zu (siehe Abb. oben, gelb unterlegt). Das Anlaufen dieses Stoffwechselweges ist, auf komplexe Weise, mit der Abgabe von Insulin verknüpft. Ein Aktivitätsverlust der Glucokinase führt zu einer gestörten Insulinabgabe, die eigentlich durch einen steigenden Blutzuckerspiegel stimuliert werden sollte. Da das Enzym Glucokinase an der "Messung" des Blutzuckerspiegels beteiligt ist, führt sein Aktivitätsverlust dazu, dass die Zellen der Bauchspeicheldrüse erst zu spät mit der Insulinsekretion auf einen ansteigenden Blutzuckerspiegel reagieren. LG
da kann man auch nicht drauf kommen, weil das Material zu dürftig ist!
ich wäre einfach nie auf diese Antwort gekommen, das war sehr hilfreich danke ^^