Biomätteknik TFKE37 Tentamen 22 oktober 2009

Transkript

1 Fråga 1 (10p) Para ihop varje begrepp i vänsterspalten med EN akronym i högerspalten. Uttyd varje akronym som du parat ihop med rätt begrepp och förklara för varje par kort (högst fem meningar) hur begreppet utnyttjas inom denna mätteknik. OBS för full poäng räcker det inte att säga ATT metoden utnyttjar XXX, du måste kort beskriva HUR metoden utnyttjar XXX. Ytplasmon Elektrostatiskt fält Värmekapacitivitet Kraft Optisk aktivitet CD FRET AUC ATR AFM UV NMR DSC ITC ESI SPR Fråga 2 (10p) a) Vilken metod har använts vid mätningarna nedan? b) Varför används just detta mätområde för proteiner? Motivera! c) Vilka biomolekylära system är denna metod viktig för? Nämn 2 och motivera!

2 Fråga 2, fortsättning d) Vilken metod ger resultat enligt figuren nedan? e) Vad mäts med denna metod? f) Vilken alternativ metod finns för att bestämma denna storhet? g) I vilka situationer är metoden nedan att föredra? Varför? Uppgift 3 (15p) Familjen av Bcl-2 proteiner bildar en kritisk kontrollpunkt i regleringen av programmerad celldöd. Speciellt kritisk är bindningen mellan BH3-domäner och Bcl-proteiner, där proteinet BH3 binder till den aktiva ytan. Inhibitorer av denna interaktion har stor potential som cancerläkemedel. Sabine Kneissl och medarbetare (ChemBioChem 2008) har designat en inhibitor som styrs av ljus genom en linker som ändrar konformation (trans-till-cis) vid belysning. Linkern designades för att fästas på cysteiner i proteiner/peptider. Idén var att när konformationen ändras från trans till cis i linkern skulle peptiden som har länkats till den också ändra konformation beroende på antalet aminosyror mellan förankringspunkterna (se figur nedan). Figur 1 trans cis trans cis i i+11 (11 aa mellan förankringspunkterna) i i+7 (7 aa mellan)

3 Cis-trans-processen kan följas genom UV, eftersom trans-konformationen av linkern absorberar ljus vid 360 nm (konjugerat aromatiskt system). a) Vilken mätteknisk fördel är det att man kan mäta omvandlingshastigheten mellan cis-trans för ett peptidkonjugat vid denna våglängd (360 nm)? För att se om den önskade strukturomvandlingen erhölls gjordes mätningar enligt nedan. (a): omodifierad peptid, (b): peptid i ljus, (c): peptid i mörker. b) Vilken metod har använts? c) Vilken av de två varianterna i figur 1 har man mätt på i figuren ovan? Motivera ditt val genom att förklara hur data skall tolkas. d) Föreslå andra våglängder där man kan studera denna peptid och beskriv vad man ser där.

4 I nästa steg ville man veta vilken av peptidernas konformationer som band bättre till tumörproteinet Bcl. I experimentet nedan titrerades proteinet till fluorescensmärkt peptid och anisotropin mättes. Den svarta linjen visar peptid i mörker och den gråa visar belyst peptid. Peptidvarianterna är de samma som visas i figur 1. i i+11 i i+7 e) Vad blev resultatet? Förklara genom att tolka resultaten i figuren ovan. f) Varför har forskarna fluorescensmärkt peptiden istället för det interagerande proteinet när man använt denna metod? Motivera ditt svar genom att förklara hur resultatet erhållits! Fråga 4 (10p) Mutationer i proteinet MCFD2 (multiple coagulation factor deficiency 2) orsakar en form av ärftlig hemofili (blödarsjuka). I detta arbete har man försökt utröna varför så sker genom att studera de mutanta formerna av proteinet och jämföra med den fungerande normaltypen. Två av mutanterna har analyserats i a) och b) och normaltypen i figur c). a) Vilket spektrum i figur d) gissar du hör till normaltypen, och vilka till de två mutanterna i figur a) och b)? Motivera ditt svar genom att beskriva och tolka resultaten från båda typerna av experiment! b) Din handledare är fortfarande lite osäker på resultatet. Föreslå därför ytterligare ett experiment med hjälp av valfri metod! Beskriv hur experimentet ska genomföras, motivera varför just detta experiment ska göras, och beskriv hur resultaten kan användas för att underbygga eller förkasta din hypotes.

5 Fråga 5 (8p) Amylodier är proteiner som aggregerar och bildar plaques. Aggregeringen av amyloida β- peptider i hjärnvävnaden triggar patogenesen av Alzheimers sjukdom. Amyloid-β (Aβ) är en peptid bestående av aminosyror. Affibodies är speciella små proteiner framställda för att binda specifikt till targetproteiner. Z Aβ är en affibody som speciellt binder till Aβ, och som fungerar som en inhibitor för fortsatt aggregering. Figur A visar mätningar där affibody Z Aβ (A) och en muterad variant Z aβc28s (B) titrerats till amyloid-β-peptid. a) Vilken metod har använts? (akronym och namn) b) Vad skiljer det övre från det undre diagrammet i respektive figur? Förklara genom att beskriva hur de båda diagrammen erhållits. c) Vilken affibody har högst affinitet? Motivera! d) I figur B har 60x högre koncentration av Z Aβ titrerats in. Varför var man tvungen att ha högre koncentration av liganden i mätningen i figur B?

6 Fråga 6 (7p) Du är projektledare för en grupp laboranter som forskar kring en sjukdom där Ryanodine receptorkanalernas (RyR) kalciumpåverkan inte fungerar som den ska. RyR är ett homotetrameriskt receptorprotein där varje domän består av olika subenheter, bland annat Calmodulin (CaM) och FKBP. a) Ange namn (akronym och uttydning) samt beskriv principen bakom experimentet som är uppsatt i A för att studera interaktionen mellan CaM och FKBP. b) Hur kan man i figur A och B utläsa att CaM binder nära FKBP när det titreras in till proteinkomplexet? Vilken av dessa molekyler är acceptor respektive donor? Motivera ditt svar! c. Du funderade vidare och bad dina laboranter att utöka experimentet för att få mer information (figur C). Vad bad du dina laboranter om, och vilken ytterligare information fick du om systemet?