Sluttentamen Bke2/KE0003, 28:e Oktober 2004, Max poäng = 89 p. Preliminär gräns för godkänd = 48 p (54 %).

Transkript

1 Sluttentamen Bke2/KE0003, 28:e Oktober 2004, Max poäng = 89 p. Preliminär gräns för godkänd = 48 p (54 %). Ingen får lämna skrivsalen före 9:30. För toalettbesök måste du meddela skrivningsvakt och notera namn och tid på listan. Kod Fråga nr a) Mitt kloka svar.. b) Nästa svar... Besvara varje fråga på separat papper! Ange tydligt längst upp på varje papper både din skrivningskod och frågans nummer (se figuren till höger)! Glöm inte att skriva ner och spara din kod som står på kuvertet! När du är klar kontrollera gärna en extra gång att alla papper finns med. Sortera svars-papperen i rätt ordning och lägg i kuvertet, men klistra inte igen. Fyll också gärna i utvärderingsblanketten och lämna samtidigt. Lämna in kuvertet till skrivningsvakten och visa samtidigt upp fotolegitimation och bevis på kårmedlemskap. Se till att rätt kodnr blir noterat vid ditt namn i kodlistan. Så snart tentorna är rättade så kommer resultatet för varje kodnr att meddelas på kursens hemsida. Kuverten med tentasvaren lämnas någon dag senare i kopieringsrummet på Genetikcentrum. Om du hellre vill ha den hemskickad så ange det och önskad adress på kodlistan vid inlämningen. Lycka till! 1. a) Markera polära och icke-polära delar i nedanstående molekyl. Vilken typ av ämne är det, och vad heter molekylen? (2p) COO- +H 3 N C H NH C NH 2 + NH 2 b) Arrangera molekylerna nedan så att de vätebinder med maximalt antal vätebindningar. Vilken typ av molekyler är detta? Vätebinding mellan bl.a. de här två molekylerna är grundläggande för hur en mycket viktig biomolekyl fungerar. Vilken molekyl, och varför? (4p) HN CH 3 N R R (6 p) - sida 1 av 5 -

2 2. Tre viktiga grupper av biomolekyler är polymerer: proteiner, nukleinsyror och kolhydratpolymerer. Ange i en tabell vilka slags monomerer de är uppbyggda av (1.5 p), och deras huvudsakliga användning(ar) i cellen (3p). Ange också för varje polymer om den är en viktig energikälla i födan (1.5p). Polymerer Monomerer Användning Energikälla (ja/nej) Kolhydrater Proteiner Nukleinsyror (6 p) 3. Proteinstruktur. a) Proteiners struktur kan beskrivas i fyra nivåer, primär, sekundär, tertiär och kvartenär. Förklara vad som avses med respektive begrepp (4p). b) Förklara varför ett proteins polypeptidkedja brukar vecka ihop sig till en kompakt globulär struktur. Vad kallas den drivande kraften? (2p) c) Ge exempel på en aminosyra som oftast är gömd inuti proteinet och en annan som oftast förekommer på utsidan. Vilken egenskap är viktigast för var en viss aminosyra brukar förekomma? (2p) (8 p) 4. Förklara varför hemoglobin men inte myoglobin binder syre med positiv kooperativitet. 5. Du är intresserad av att renframställa ett glukosbindande protein, GBP, men provet som du får av en kollega på laboratoriet är kontaminerat av serumalbumin och urokinas. I tabellen nedan kan du se en sammanfattning av några viktiga egenskaper hos de aktuella proteinerna. Uppgiften är att med så få reningssteg som möjligt konstruera ett möjligt reningsprotokoll för GBP. Beskriv kortfattat hur du praktiskt kan gå till väga för att åstadkomma detta. Du har fri tillgång till olika tänkbara kromatografiska material, buffertar och tomma kolonner. Protein Molekylvik t (kda) Isoelektrisk punkt Annan känd egenskap Serumalbumin _ GBP Binder reversibelt (Glukosbindande protein) till glukos Urokinas _ (3 p) - sida 2 av 5 -

3 6. Enzymet E som följer Michaelis-Menten-kinetik har K m 1 µm. Initiala reaktionshastigheten v 0 är 0.1 µm/min vid en substratkoncentration på 10 mm och enzymkoncentrationen [E] tot 0.1 nm. Vad blir den initiala hastigheten v 0 a) om vi dubblar substratkoncentrationen vid samma enzymkoncentration, [S] = 20 mm? (1p) b) om [S] är lika med 1 µm vid samma enzymkoncentration? (1p) c) om vi istället dubblar enzymkoncentrationen vid samma substratkoncentration, [S] = 10 mm, [E] tot = 0.2 nm? (1p) d) Hur påverkar enzymets K m respektive k cat förhållandet mellan koncentrationerna av substrat och produkt vid jämvikt? (1p) 7. Enzymatiska processer är reglerade för att de ska ske vid rätt tid och på rätt plats. Genom kontroll av genuttryck, dvs hur ofta en gen läses, bestäms hur många molekyler som ska bildas av ett visst enzym. Dessutom kan aktiviteten hos enskilda enzymmolekyler regleras med olika mekanismer. De tre viktigaste mekanismerna är: a) Alloster reglering; b) Protein-fosforylering; c) Proteolytisk aktivering. Beskriv kortfattat hur de fungerar och ange för var och en om den är reversibel eller irreversibel. d) Vilka steg i en metabolisk väg brukar vara reglerade? 8. Idisslarnas substrat för fettsyrasyntes är acetat som bildats i vomen. a) Vad är ursprungssubstratet för bildandet av fettsyror hos enkelmagade djur (ex.vis gris) (1p). b) Beskriv kortfattat med biokemiska termer, rita gärna figur, hur detta sker. Namnge intermediärerna (inga strukturformeler behöver anges) och rita endast schematiska vägar. (6p) (7 p) 9. Vilket av påståendena är rätt förklaring till varför muskelglykogen inte är tillgängligt för balansering av koncentrationen av blodglukos? (1p) a) Det finns inte tillräckligt med glykogen i musklerna för att balansera blodglukos koncentrationen. b) Muskeln saknar glykogenolytiska enzym som behövs för att regaera på hormonet glukagon. c) Muskeln saknar glukagonreceptorer, därför kan den inte påverka blodglukoskoncentrationen. d) Muskeln saknar glukos-6-fosfatas-aktivitet, så muskeln kan inte bilda fritt glukos från glykogen. e) Muskel glukostransportören GLUT-4 är inte internaliserad när koncentrationen av insulin är låg i blodet. (1 p) - sida 3 av 5 -

4 10. Du har fått jobb som produktutvecklare på ett företag som arbetar med mervärdesmat (functional food). Det har framkommit att det i växten Trifolium pratense finns substanser som minskar risken för att kvinnor skall drabbas av benskörhet. Men det finns även misstankar om att den substansen även inhiberar andningskedjan. Eftersom du har goda biokemiska kunskaper faller det på din lott att ta reda på om och var denna substans inhiberar andningskedjan. Du har tillgång till motsvarande laboratorie-utrustning som du använt på biokemikursen Hur går du tillväga för att bestämma var någonstans i andningskedjan som substansen blockerar? Ange vilken utrustning och de viktigaste kemikalerna etc. som du använder. (9 p) 11. Vid ansträngande muskelaktivitet behöver vävnaden en omfattande kvantitet av ATP jämfört med muskel i vila. I exempelvis lårmuskeln hos gnagare produceras ATP nästan uteslutande genom att det samtidigt bildas laktat (mjölksyra). ATP produceras av glykolysen genom två enzymatiska reaktioner katalyserade av enzymerna fosfoglyceratkinas och pyruvatkinas. Antag att skelettmuskeln saknar enzymet laktatdehydrogenas. Kan då muskeln utföra ett ansträngande fysiskt arbete och genereras det tillräckligt med ATP i glykolysen? Förklara! 12. Aspartat-aminotransferas har den högsta aktiviteten av alla aminotransferaser i levern hos de flesta landlevande däggdjur. Förklara varför och namnge de intermediärer som medverkar i transamineringen.(3p) (3 p) 13. Vid en svältsituation kan kroppen, trots att ingen glukos tillförs via födan, hålla en stabil blodglukos-nivå. a) Vilken biokemisk reaktionsväg är det som är aktiverad och vilket hormon aktiverar (sätter igång) syntesen av glukos? (2p) b) Nämn 4 olika substrat som levercellen kan använda för syntes av glukos. (2p) 14. Fotosyntes. a) Illustrera med en skiss huvudkomponenterna i fotosyntesens ljusreaktion, hur de är organiserade i membranet och vilken väg elektroner går vid icke-cyklisk elektrontransport (5p). b) Var sker fotosyntesens ljusreaktion hos växter? (1p) c) Vad heter det viktigaste ljusinfångande ämnet hos växter? (1p) d) Från vilket ämne tas elektronerna till elektrontransporten? (1p) e) Vilket ämne är den slutliga elektron-mottagaren? (1p) (9 p) - sida 4 av 5 -

5 15. Båda DNA-strängarna måste kopieras vid DNA-replikationen och för detta behövs ett antal olika enzymer. Beskriv funktionerna hos DNA polymeras I, DNA polymeras III och Primas vid DNA-replikation. Kom ihåg att ett enzym kan ha flera funktioner. Glöm inte att nämna om enzymen är inblandade i syntesen av lagging, leading eller båda DNA-strängarna. Illustrera gärna med bild. 16. Markera för varje påstående om det är sant eller falskt: a) trna är molekylen som för med sig rätt aminosyra till rätt kodon. b) Polyadenylering, cap-struktur och splicing är begrepp/processer viktiga för bakteriers mrna. c) Translationen terminerar (avslutas) när ribosomen når fram till ett stoppkodon som känns igen av ett terminator-trna. d) I bakterier är sigmafaktorer viktiga för att rätt gen skall transkriberas (uttryckas) vid rätt tillfälle. e) Ett operon består av en promotor och flera gener (2.5 p) 17. Uttrycket av generna i lac-operonet regleras beroende på vilken typ av kolkälla som bakterien för tillfället har tillgång till. Beskriv hur regleringen går till när cellen börjar utnyttja laktos (beskriv den negativa kontrollen). (1.5 p) 18. I bakterier börjar translationen av mrna vid startkodonet (AUG). Det kan dock finnas AUG-kodon både före och efter startkodonet. Hur vet ribosomen vid vilket AUG den skall börja translationen? (2 p) 19. Du har beslutat dig för att klona en gen och vill därför ligera in genen i en plasmid. Plasmiden (vektorn) innehåller genen för ampicillinresistens och dessutom genen för β-galaktosidas (lacz). I lacz finns ett restriktionssite i vilket du försöker ligera in din gen. Du transformerar in ligeringarna i E. coli-bakterier. Det förväntade resultatet är a) bakterier med plasmid men utan din gen (självligerad vektor), b) bakterier som ej innehåller någon plasmid och c) plasmid som innehåller din gen. Genom att sprida ut de transformerade cellerna på plattor kan du särskilja på a), b) och c). Hur gör du? - sida 5 av 5 -