Sluttentamen Biokemi KE7001p3, 22 mars 2005, Max poäng = 70 p. Preliminär gräns för godkänd = 37 p (53 %).

Transkript

1 Sluttentamen Biokemi KE7001p3, 22 mars 2005, Max poäng = 70 p. Preliminär gräns för godkänd = 37 p (53 %). 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. 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) Vad är avståndet mellan två kovalent bundna kolatomer? (0.5p) b) Vilka atomslag kan fungera som acceptor eller donor i vätebindningar i biologiska system? (0.5p) c) Hur långt är det typiskt mellan donor och acceptor i en vätebindning? (0.5p) d) Ange ett typiskt intervall för avståndet mellan två kolatomer i van der Waalskontakt. (0.5p) e) I ett protein upptäcker du en vätebindning mellan sidokedjan hos en glutaminsyra (Glu) och syret i en asparaginsidokedja. Vilken laddning har då Glu-sidokedjan? Rita en förklarande skiss! (1p) f) Vad kallas den drivande kraften som gör att membraner hålls ihop och att proteiner veckar sig? Hur fungerar den? (1p) (4 p) 2. Vad krävs för att en (kemisk) reaktion ska kunna ske spontant? 3. Aminosyrornas sidokedjor har olika egenskaper. Para ihop aminosyresekvenserna (1-4) med dess troliga plats i en globulär proteinstruktur (A-D). 1. Arg-Asn-Lys A. Begravt i proteinet 2. Pro-Pro-Gly B. Exponerat på proteinytan 3. X-Serin-X C. I aktiva ytan på en grupp proteaser 4. Trp-Gly-Phe D. I en loopregion (X=variabel) - sida 1 av 5 -

2 4. Rita upp den generella formeln för en dipeptid vid fysiologiskt ph. Rita bindningar och ev. laddningar. Markera N- och C-terminal, phi, psi och peptidbindning och visa vilka som kan rotera. 5. Du har isolerat ett nytt protein som du kallar Q vilket du vill försöka karaktärisera. Bland annat så vill du bestämma molekylvikten hos Q. a) Föreslå en metod att experimentellt bestämma molekylvikten hos protein Q i dess nativa (oförstörda) form. Beskriv kortfattat principen för metoden och hur man kan utföra ett sådant experiment. b) En kollega bestämmer aminosyrasekvensen för protein Q och finner att det består av 2273 aminosyror. Hon tror sig veta att man från detta teoretiskt även kan beräkna den ungefärliga molekylvikten men är lite osäker på hur man gör och kommer därför upp med flera förslag: Dalton, Dalton eller Dalton. Vilken av molekylvikterna är troligen rätt? c) Det visar sig vidare att Q har förmåga att binda till glukos. Hur kan man utnyttja detta för att rena Q? 6. Definiera och beskriv kortfattat de tre stegen i molekylärbiologins "centrala dogma", flödet av den genetiska informationen. 7. Varför kan man förutsäga ett proteins aminosyrasekvens om man känner genens nukleotidsekvens, men ej bestämma en gens nukleotidsekvens om man känner proteinets aminosyrasekvens? 8. Redogör med hjälp av den s.k. "transition state"-teorin hur enzymer accelererar kemiska reaktioner (för full poäng krävs både text och förklarande figur(er)!). 9. Hur fungerar proteolytisk aktivering? Ge två exempel på viktiga biokemiska processer som regleras genom proteolytisk aktivering. 10. Enzymet E som följer Michaelis-Menten-kinetik har ett Km på 1μM (mikromolar). Initiala hastigheten är 0.1 μm/min (mikromolar/min) vid en substratkoncentration på 1000 μm (mikromolar). Vad är den initiala hastigheten när [S] är lika med a) 2 mm (millimolar) (1p) b) 1 μm (mikromolar) (1p) c) 3 μm (mikromolar)? (1p) - sida 2 av 5 -

3 11. Rita Lineweaver-Burke-plotten för a) ett enzym i frånvaro och i närvaro av en kompetitiv inhibitor (1.5p) b) ett enzym i frånvaro och i närvaro av en icke-kompetitiv (non-competitive) inhibitor (1.5p) Förklara hur de två typerna av inhibitorer fungerar, och hur Vmax och Km påverkas av inhibitorerna. Ange i figurerna hur man får ut Vmax och Km, och glöm inte att namnge axlarna! 12. Illustrera i figur hur reaktionshastigheten varierar som funktion av substratkoncentrationen för a) ett allosteriskt enzym (0.5p), och b) ett enzym som följer Michaelis-Menten kinetik (0.5p). Glöm inte att märka axlarna! c) Aspartatkarbamoylas katalyserar omvandlingen av aspartat och karbamoylfosfat till karbamoylaspartat. Enzymet aktiveras kooperativt av båda substraten. En bisubstratanalog, PALA, inhiberar enzymet vid höga koncentrationer, men aktiverar enzymet vid låga koncentrationer. Förklara detta fenomen! (3p) (4 p) 13. Vid fysisk ansträngning används stora mängder av ATP av skelettmusklerna. För att tillgodose musklernas energibehov används olika substrat för produktion av ATP beroende på den fysiska aktivitetens varaktighet. Markera i figuren nedan vilka substrat som används (1.5p) och ange om de används vid aerob eller anaerob metabolism (1.5p). 14. Vid en partiell svällt tillförs ingen näring utifrån, beskriv kortfattat vad som händer i levern ( i biokemiska termer), efter flera timmars frånvaro av föda samt varifrån respektive metabolit härstammar ifrån (max 1 sida). (6 p) 15. Aspartataminotransferas har den högsta enzymaktiviteten av alla transaminaser i levern hos människa och däggdjur. Förklara varför? - sida 3 av 5 -

4 16. Du har fått arbete på ett biokemiskt utvecklingsföretag som arbetar med att kartlägga förekomsten av bioaktiva ämnen i mervärdesmat (functional food). En av de hetaste substanserna för tillfället utgörs av det anticarcinogena ämnet genistein (återfinns i bl.a. Soja) vilket inhiberar tyrosinkinas. Men misstanke finns att genistein även inhiberar andningskedjan. Din uppgift blir att ta reda på om, och var, denna substans inhiberar andningskedjan. Beskriv kortfattat hur du går tillväga och vilken utrustning och reagenser du använder. Till ditt förfogande har du den utrustning som ni använt under era laborationer i biokemi. 17. Pentosfosfat-shunten: Vilket påstående är rätt? Pentosfosfat-shunten a) består av en serie reaktioner som inte har något samband med någon annan metabolisk reaktionsväg. b) genererar NADH som reducerande ämne i biosyntes-reaktioner. c) producerar ribos-5-fosfat. d) kräver arabinos-5-fosfat. 18. Citronsyracykeln: Vilket påstående är rätt? Om pyruvat skall oxideras vidare i citronsyra cykeln a) måste pyruvat omvandlas till oxalacetat b) måste pyruvat omvandlas till acetyl-coa genom oxidativ dekarboxylering. c) måste pyruvat binda kovalent till ett litet enzym som katalyserar reaktionen. 19. Vilken av följande aminosyror spelar en avgörande roll i transporten av ammoniumjoner från perifiära vävnader till levern? a) Serin b) Metionin c) Glutamin d) Arginin 20. Merparten av allt lagrat glykogen återfinns i skelettmuskeln. Trots detta används inte muskelgykogen till att balansera blodglukosnivån. Vad används istället och varför utnyttjas inte muskelgykogen? 21. Visa med en enkel skiss huvudkomponenterna i fotosyntesens ljusreaktion hos växter. - sida 4 av 5 -

5 22. Kolmetabolism a) Beskriv kolets kretslopp med en enkel skiss (1p) b) Till skillnad från däggdjur (t. ex. människan) kan växter tillgodose sitt behov av kolhydrater genom nysyntes från oorganiskt kol. Vad kallas processen och vilken är den primära reaktionen i processen? (2p) c) Vad heter enzymet som katalyserar denna reaktion som är unik för växter (och andra fotosyntetiserande organismer)? (1p) d) På vilket sätt påverkar luftens syre flödet och energiutbytet i reaktionen? (2p) (6 p) 23. Molekylära motorer som skall förflytta sig en längre sträcka behöver ett spår att följa. Proteinerna actin och myosin som är de huvudsakliga aktörerna i vårt muskelarbete är ett exempel på detta. a) Vilken av dessa proteiner är motorn och vilken är spåret? b) Vilket NTP måste binda till motorn för att den skall kunna förflytta sig? - sida 5 av 5 -