Institutionen för Medicinsk Biokemi och Biofysik
Biomedicinprogrammet (kandidat)
Medicinsk biokemi
2013
Medicinsk biokemi: Kursens innehåll 2013
Sid- och kapitelhänvisningar till boken Biochemistry (Harvey och
Ferrier, 5:e upplagan, 2011) OBS: dessa anvisningar kan komma att
uppdateras och kompletteras under kursens gång!
Kolhydrater och lipider
se nedan kolhydratmetabolism resp. lipidmetabolism (struktur).
Regulatoriska strategier
Förel: Proteiner i metabolismen.
Reglering av enzymaktivitet. Allostert reglerade enzym. Feed-back inhibering. Kovalent
modifiering med fokus på fosforylering och defosforylering. Proteolytisk aktivering av
zymogener. Sid: 53-67, 248-249, 443-445
Förel: Signaltransduktion.
Hormonella signaltransduktionssystem: Glukagon och adrenalins signaltransduktion (cykliskt
AMP-PKA-systemet, fosfatidylinositol-IP3/DAG-PKC-systemet), insulins signaltransduktion
(IRS-PI-3K, akt/PKB), glukokortikoidernas signaltransduktion. Sid: 93-97, 307-314, 134
(fig. 11.12), 205 (fig. 17.8), 241 (fig. 18.28)
Digestion och absorption
Förel: Digestion och absorption. Kompendium: Digestion och absorption.
Digestion av kolhydrater, lipider och proteiner i gastrointestinalkanalen. Funktion av gastrin,
sekretin och CCK. Digestionsenzymernas lokalisation och funktion. Colipas. Proproteasernas
aktivering. Endo- resp. exopeptidaser. Miljöns betydelse för digestionen. Gallans betydelse
för digestion och absorption. Skillnader mellan gallsyror och gallsalter samt de två vanligaste
primära gallsalterna. Enterohepatiska kretsloppet. Laktosintolerans. Steatorrhé.
Mekanismerna för absorption av kolhydrater, aminosyror/dipeptider och lipider.
Enzymmekanismen för serinproteaser. Sid: 83-89, 247-250, 173-180
Energimetabolism
Förel: Introd. till intermediärmetabolism.
Fri energi och jämvikt. ATP som energibärare, strukturell bakgrund. Pyrofosfatas.
Nukleosiddifosfatkinas, kreatinkinas. Red/ox-coenzym: NAD, NADP och FAD.
Katabolism och anabolism. Reglering av metabola vägar. Energi till muskelarbete. Sid: 6973, 91-96, 127 (fig. 11.5), 288 (fig 21.19), 296, 379-381
1
Kolhydratmetabolism
Kolhydraters struktur. Förel: Kolhydrater och lipider. Se också föreläsningar AOK-kursen.
Aldos, ketos, uronsyra. Anomerer. Mekanismen vid cyklisering, ringöppning samt bildning
och hydrolys av glykosidbindning. Fischer- och Haworthprojektion, stereoformler för
konformationer. Strukturformler för monosackariderna glukos, galaktos, fruktos, ribos och
deoxyribos, och för disackariderna isomaltos, laktos och sukros (glykosidbindningarna
viktiga). Homoglykanerna cellulosa, stärkelse och glykogen: struktur (formler), förekomst
och funktion. Sid: 292 (fig. 22.3), Kap 7
Glykolysen. Förel: Glykolys, glukoneogenes.
Glykolysens hela reaktionssekvens med namn, strukturformler för förståelse, enzymnamn
och ev. coenzym. ATP-förbrukande steg, ATP-producerande steg = substratfosforyleringar,
redoxreaktioner (aerobt resp. anaerobt). Energiutbytet i glykolysen. ATP-bildning under
aeroba resp. anaeroba förhållanden. Vad menas med "högenergiföreningar" och vilka bildas i
glykolysen? Varför kan glykolysen fortgå även under anaeroba betingelser? Vilka enzymsteg
är viktiga för glykolysens reglering? Hur regleras resp. enzym? Sid: 96-107
Glukoneogenesen. Förel: Glykolys, glukoneogenes.
Var i kroppen sker glukoneogenesen? Vilka är de viktigaste prekursorerna (substrat) för
denna process? De steg som skiljer denna reaktionssekvens från en omvänd glykolys ska
kunnas i detalj (strukturformler för förståelse, enzymer, substrat och produkt).
Energikonsumtion vid bildning av glukos från laktat. Glukoneogenesens reglering.
Laktatmetabolism, Coris cykel. Kap 10
Mitokondrien, citronsyracykeln och oxidativ fosforylering. Förel: Citronsyracykeln och
oxidativ fosforylering.
Mitokondriens principiella uppbyggnad, speciellt det inre mitokondriemembranets struktur
och funktion. Transport av substrat över det inre mitokondriemembranet. Skyttelsystem för
reducerade coenzymer. Pyruvats inträde i citronsyracykeln. Oxidativ dekarboxylering, resp.
karboxylering av pyruvat (strukturformler för förståelse, enzymer, coenzymer, reglering).
Citronsyracykelns samtliga reaktionssteg med namn, strukturformel för förståelse, enzym och
ev. deltagande coenzym. Pyruvat- och α-ketoglutaratdehydrogenaserna (uppbyggnad,
coenzymer samt dessas funktion). Energiutbytet i citronsyracykeln. Reglering,
hastighetsbestämmande steg. Kopplingar mellan citronsyracykeln och glykolysen.
Elektrontransportkedjans uppbyggnad. Vilka typer av föreningar bildar redoxpar? Principen
för redoxparens inbördes ordning. Återoxidation av NADH resp. FADH2. Enzymkomplexens
funktion. Mobila carriers. Oxidativ fosforylering, ATP-syntas uppbyggnad och reglering. Sid:
73-82, Kap 9
Glykogen. Förel: Glykogenmetabolism och HMP-shunten.
Vilka enzymer deltar i glykogenesen och vilka funktioner har de? Hur går aktiveringen av
glukos till? Vad menas med glykogenprimer och glykogenin, vilken funktion har detta
protein? Vilka enzymer är nödvändiga för glykogenolysen och hur tillgår processen? Hur
regleras glykogenomsättningen via hormoner och allostera effektorsubstanser, och hur skiljer
sig detta mellan olika organ? I vilka organ lagras glykogenet och vilken metabol roll spelar
de olika glykogendepåerna? Kap 11
2
HMP-shunten. Förel: Glykogenmetabolism och HMP-shunten.
Formelmässig förståelse fram till ribos-5-fosfat. NADPH-producerande steg, reglering.
HMPshuntens viktigaste funktioner. Kap 13
Lipidmetabolism Kap 16-18 (generellt)
Lipiders struktur. Förel: Kolhydrater och lipider samt lipidsyntes.
Strukturformler för följande lipider: Oljesyra, palmitinsyra, stearinsyra, linolsyra, linolensyra,
arakidonsyra. Mono-, di-, tri-acylglyceroler. Stereospecifik numrering. Fosfatidsyra,
fosfatidylkolin, fosfatidyletanolamin, fosfatidylserin, fosfatidylinositol, lysofosfatidylkolin.
Kolesterol, inkl numrering av kolatomer. Cholsyra. Begreppet omega-fettsyror och strukturen
för omega3-fettsyrorna EPA och DHA.
Lipidsyntes, obesitas. Förel: Biosyntes av lipider, samt förel: Leptin.
Vad är lipogenesen och när äger denna process rum? Vilken betydelse har denna process hos
människa? Vilka enzymsystem behövs för nysyntes av fettsyror? Hur går fettsyrasyntesen till
(strukturformler och princip) och vilken subcellulär lokalisation har den? Vilken fettsyra
bildas primärt? Vilket coenzym behövs och i vilka processer bildas det? Förlängning och
införande av dubbelbindningar i fettsyror och subcelluär lokalisation, syntes av arakidonsyra
från linolsyra. Fettsyrasyntesens reglering. Syntes av triacylglyceroler i lever, fettväv och
tarmmukosa. Bildning av glycerol-3-fosfat.
Obesitas, ärftlighet, BMI. Ob- och Db-gener. Viktminskningsmetoder. Effekter av leptin,
leptinmutationer. Kap 26 (obesitas och leptin)
Fosfolipider. Förel: Biosyntes av lipider.
Nysyntes av fosfolipiderna fosfatidylkolin, fosfatidyletanolamin, fosfatidylserin och
fosfatidylinositol. Omvandling av fosfatidylserin till fosfatidyletanolamin och fosfatidylkolin,
samt av fosfatidyletanolamin till fosfatidylserin. Funktionen av fosfolipas A1, A2, C och D.
Fosfolipidernas roll i cellen. Principiell struktur och funktion: Fosfatidylglycerol, kardiolipin,
sfingolipider, gangliosider.
Kolesterol. Förel: Biosyntes av lipider.
Syntesen formelmässigt från acetyl-CoA till mevalonsyra. Principen för den fortsatta
syntesen av kolesterol. Hastighetsreglerande steg (substrat, produkt och enzym) och dess
reglering.
Lipoproteiner. Förel: Lipoproteiner.
Vilka är de vanligaste lipoproteinerna och hur skiljer de sig åt med avseende på principiell
lipidsammansättning? Vilken funktion har de? Varför tas fettet i chylomikroner och VLDL
framför allt upp av extrahepatiska vävnader (främst fettväv och muskler)? Lipoproteinlipasets
funktion och reglering i fettväv resp. muskel. Funktionen hos apoproteinerna B, C-II och E
samt PCAT. LDL-receptorns betydelse. Upptag av olika lipoproteiner (chylomicron
”remnants” [-återstoder], HDL och LDL). Förstå och kunna förklara uttrycken ”det onda och
det goda kolesterolet”. Atheroskleros, teorier om upppkomst. Behandling av
hyperkolesterolemi.
Lipolys och ketonkroppar. Förel: Lipolys, betaoxidation och ketonkroppsbildning.
Lipolysen och dess hormonella reglering. Tillstånd med ökad lipolys och orsaker till detta.
Transport av fria fettsyror i plasma. Varför tar levern upp en stor del av fettsyrorna? Var och
hur glycerol metaboliseras. Aktivering av fettsyror. Karnitinskytteln. Fettsyrornas β-oxidation
3
(formler). Energiproduktion vid fullständig oxidation av fettsyror. Skillnader och likheter
mellan nysyntes och β-oxidation av fettsyror. Metabolism av omättade fettsyror.
Ketonkropparnas namn och struktur. I vilket organ bildas de? Vid vilka tillstånd och varför
bildas ett överskott av ketonkroppar, och vilka effekter får det? Biosyntesen och dess
lokalisation (inkl strukturformler). I vilka organ och hur kataboliseras ketonkroppar?
Ketonkroppsbildningens reglering.
Steroidhormoner. Kompendium. Förel: Steroidhormoner.
De viktigaste stegen i bildningen och inaktiveringen av steroidhormoner och vitamin D, samt
dessas struktur och nomenklatur. Hydroxylering med cytokrom P450. Principiell funktion för
mineralkortikoider, glukokortikoider, könshormoner och vitamin D3. Cellulära
verkningsmekanismen för steroidhormoner.
Prostaglandiner, leukotriener. Kompendium. Förel: Prostaglandiner/Leukotriener.
Struktur, nomenklatur och bildning av prostaglandiner, tromboxaner och leukotriener.
Verkningsmekanismen för aspirin. De viktigaste biologiska funktionerna för eikosanoider.
Isolering och kvantitering av leukotriener. Sid: 213-217
Aminosyror, enkolpoolen
Förel: Aminosyrametabolism, urea, enkolpool.
Strukturen för samtliga aminosyror. Generell protein- och aminosyrametabolism.
Proteasomen, ubiquitin. Essentiella aminosyror. Transaminering, mekanism och betydelse,
ASAT och ALAT. Oxidativ deaminering. Syntes av urea (strukturformler för förståelsen,
samt reglering och ATP-förbrukning). Glutamin, betydelse för syrabasbalansen. Glykogena
och ketogena aminosyror – vilka är helt ketogena? Enkolpoolen. Metionin och metylcykeln.
Folsyra, THF, enkolfragment i enkolpoolen: Från vilka aminosyror, vad används enkolfragmenten till? Principiella sätt att påverka enkolpoolen med farmaka. Kreatin och
kreatinfosfat. Metabolism av Phe. Bildning av serotonin och adrenalin. NO, bildning och
betydelse. Sid: 2-3, 150-151, 245-247, 250-259, 285-288, 374-377, Kap 20
Oxidativ stress
Förel: Oxidativ stress. Se speciellt föreläsningshandouts!
Redoxreaktioner. Bildning och nedbrytning av syreradikaler. System som skyddar cellen mot
toxiska syreradikaler. Glutation, struktur och roll. Glutationperoxidas, katalas. Cellens
redoxsystem. Vit E och C. Sid: 377-378, 391
Alkohol, lever och hem
Förel: Alkohol och lever. Kompendium: Alkohol. Se speciellt föreläsningshandouts!
Alkoholmetabolism och dess reglering. Var i kroppen och var i cellerna sker
reaktionerna? Genetiska skillnader i alkoholmetabolismen. Effekter av alkohol och dess
metaboliter på intermediärmetabolismen. Hypoglykemi. Övriga alkoholeffekter. Akuta
effekter på hjärnan. Farmakologisk behandling av alkoholberoende. Moderna teorier om hur
cirrhos uppkommer.
Hem. Bildning och nedbrytning av hem. Syntes av ALA från Gly och succinyl-CoA, bildning
av porfobilinogen. Principiell struktur för porfyrinogener och porfyriner. Bildning av
biliverdin, bilirubin, dess glukuronid. Icterus, olika typer och deras orsak. Sid: 277-285
4
Nukleotider
Förel: Nukleotider.
Uppbyggnad av puriner/pyrimidiner, nukleosider, nukleotider. Nomenklatur. Formler för
baserna i RNA och DNA. Härleda atomerna i puriner/pyrimidiner till respektive prekursor
och förstå regleringen av purinsyntesen. Bildning och första steget i användning av PRPP.
Karbamylfosfatsyntetas II. Salvage pathway för purinnukleotider. Principer för nedbrytning
av AMP och GMP, xantinoxidas och sekvensen hypoxantin – xantin – urat. Allopurinol och
dess betydelse för behandling av gikt. Bildningen av deoxyribonukleotider inklusive dTTP,
enkolpoolens betydelse. Principer bakom verkningsmekanismerna för farmaka som påverkar
nukeotidsyntesen. Kap 22
Medfödda metabolismrubbningar
Förel: Störningar i aminosyra-, kolhydrat- och lipidmetabolismen. Se speciellt
föreläsningshandouts!
Indelning. PKU. Metylmalonsyrauri. Galaktosemi. Hereditär fruktosintolerans.
Betaoxidationsdefekter. Long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase deficiency.
Diagnostik och behandling.
Integrering av intermediärmetabolismen, blodglukos
Förel: Integrering av intermediärmetabolismen.
Samspel mellan olika organ vid svält, stress, näringsintag, muskelarbete, diabetes.
Hormonella system, överföring av energirika föreningar mellan organ. Hormonell
blodsockerreglering. Hormoner som deltar och deras effekter på intermediärmetabolismen.
Varifrån kommer hormonerna och vid vilka tillfällen? Hur regleras glukosupptaget i olika
vävnader? Glukostolerans och hur den bestäms. Förklara senkomplikationer vid diabetes:
Sorbitol, glykering och oxidativ stress. Sid: 140, Kap 23-25
Övrigt i tentamen
Laborationer
Lipid- resp proteinreningslaboration: Grundläggande principer för använda metoder.
Artiklar
Kunna sammanfatta och utnyttja vetenskapliga artiklar för att lösa frågeställningar.
5
