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B 2 Cholesterin
1 Eine unregulierte Cholesterinsynthese in der Leber kann zusammen mit einer übermäßigen Aufnahme von Cholesterin über die Nahrung zu einer gesundheitsschädlichen Cholesterin-Konzentration im Blut führen und damit das Risiko für Arteriosklerose erhöhen.
CH3
CH3 C
H3 CH3
C H3
O H
Abb.1: Strukturformel von Cholesterin
1.1 Problematisch in Bezug auf Arteriosklerose sind die so genannten LDL-Partikel, in denen neben Cholesterin auch Cholesterinester vor- kommen. Die häufigste Säurekomponente ist hierbei die Linolsäure ((Z,Z)-Octadeca-9,12-diensäure).
Formulieren Sie die Strukturformelgleichung für die Bildung des Esters aus Linolsäure und Cholesterin! Nicht an der Esterbindung beteiligte
Bereiche des Cholesterinmoleküls können abgekürzt werden. [4 BE]
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(Fortsetzung nächste Seite) 1.2 Um den Gehalt an LDL-Partikeln zu verringern, kann medikamentös
die Synthese von Cholesterin beeinflusst werden. Hierzu werden häu- fig Medikamente aus der pharmakologischen Klasse der Statine einge- setzt, die auf das Enzym HMG-CoA-Reduktase wirken. Das folgende Diagramm zeigt die Abhängigkeit der Aktivität der HMG-CoA-
Reduktase von der Substratkonzentration mit und ohne Zusatz eines Statins.
Abb. 2: Abhängigkeit der Aktivität der HMG-CoA-Reduktase von der Cholesterin-Konzentration mit und ohne Zusatz eines Statins
1.2.1 Leiten Sie aus dem Diagramm die Wirkungsweise von Statin ab und
begründen Sie Ihre Aussage mithilfe einer Modellvorstellung! [5 BE]
1.2.2 Das Enzym HMG-CoA-Reduktase arbeitet in Leberzellen bei 41 °C.
Begründen Sie, wie sich die Aktivität dieses Enzyms in einem Experi- ment bei einer Temperaturverringerung auf 31 °C bzw. einer Tempera-
turerhöhung auf 81 °C verändert! [4 BE]
Reaktionsgeschwindigkeitv
Cholesterin-Konzentration mit Statin
ohne Statin
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(Fortsetzung nächste Seite) 2 Als Hauptabbauprodukt von Cholesterin entstehen in der Leber Gal-
lensalze. Als Bestandteil der Gallenflüssigkeit haben sie eine wichtige Bedeutung bei der Fettverdauung. Im schwach basischen Milieu des Zwölffingerdarms entfalten die beiden dargestellten Gallensalze opti- male Wirkung.
A: Taurocholat-Ion B: Glycocholat-Ion
CH3 O
O3S NH
R R
R R
R
CH3 O
NH OOC
R R
R R
R
- -
Abb. 3: Strukturformeln von Gallensalz-Anionen
Tab.: pKS-Richtwerte von Alkylsulfonsäuren und Alkylcarbonsäuren
pKS-Wert Alkylsulfonsäuren ca. 0 Alkylcarbonsäuren ca. 4
2.1 Erläutern Sie ausgehend von charakteristischen Strukturmerkmalen die Wirkungsweise der Gallensalz-Anionen auf den Nahrungsbrei - ein Öl- in-Wasser-Gemisch - unter Verwendung schematischer Skizzen! Erläu- tern Sie, welches der beiden Gallensalz-Anionen beim Ansäuern zu-
erst seine Wirkung verliert! [10 BE]
2.2 Glycocholat kann hydrolytisch in eine Aminosäure und einen weiteren Bestandteil gespalten werden.
Vergleichen Sie unter Mitverwendung mesomerer Grenzstruktur- formeln die Basizität der stickstoffhaltigen funktionellen Gruppen in dieser Aminosäure und im Glycocholat-Ion und erläutern Sie Ihre
Aussage! [7 BE]
2.3 Eine Glycocholsäure-Lösung wird mit einem Indikator versetzt und mit Natronlauge titriert. Dabei werden folgende Werte gemessen:
V(NaOH) in ml 0 1 3 5 7 9 10 11 15 20
pH 2 3 3,5 3,7 3,9 5 8 11 12,3 12,5
2.3.1 Zeichnen Sie die Titrationskurve und leiten Sie daraus den pKS-Wert
der Glycocholsäure ab! [6 BE]
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2.3.2 Im folgenden Diagramm ist die Abhängigkeit des Quotienten der depro- tonierten und protonierten Form eines Indikators vom pH-Wert darge- stellt. Die Hochwertachse ist hierbei logarithmisch skaliert.
Abb. 4: Quotient der Konzentrationen der deprotonierten und proto- nierten Form eines Indikators in Abhängigkeit vom pH-Wert
Leiten Sie aus dem Diagramm den pKS-Wert des Indikators ab und be- urteilen Sie, ob dieser Indikator für die Titration von Glycocholsäure mit
Natronlauge geeignet ist! [4 BE]
______
[40 BE]
0,1 1 10
0 1 2 3 4 5 6
c(Ind-)/c(HInd)
pH
