2. Nämn fyra mekanismer varmed enzymaktivitet kan regleras och förklara i korthet vad de innebär.

Transkript

1 Tenta 1 VT Vilket påstående angående proteiners sekundärstruktur är mest korrekt? a. Alfa-helixstruktur stabiliseras av jonbindningar. b. Domäner byggs upp av beta-strands. c. Aminosyrornas sidogrupper är riktade inåt i en alfa-helix. d. Beta-sheets hålls ihop av vätebindningar. Svar: Alt d) är mest korrekt. Både alfa-helix och beta-sheets hålls ihop av vätebindningar inom peptidens ryggrad. Jonbindningar deltar inte i uppbyggnaden av sekundärstruktur. Domäner kan byggas upp av alla sorters sekundärstrukturer. Aminosyrornas sidogrupper är riktade utåt i en alfahelix. 2. Nämn fyra mekanismer varmed enzymaktivitet kan regleras och förklara i korthet vad de innebär. Svar: Godkända mekanismer är t.ex. 1) kompetitiv hämning, 2) kooperativitet, 3) alloster reglering 4) kovalent modifiering och 5) reglering av enzymets syntes eller nedbrytning. Kompetitiv hämning innebär att ett ämne konkurrerar med substratet om bindning till enzymets binding-site. Kooperativitet betyder att bindning till en enzymatisk subenhet påverkar (ökar) aktiviteten hos de andra subenheter. Alloster reglering innebär att någon substans binder sig till enzymet och påverkar dess konformation. Kovalent reglering kan innebära att det sker en reversibel fosforylering eller att en peptidsekvens klipps av. Enzymets syntes styrs på gennivå och dess nedbrytning genom olika enzymer. Poäng: 0.5 p för varje korrekt mekanism med beskrivning. 3. Vilket av följande påståenden beskriver bäst funktionen av citrat i fettsyrasyntesen A. Överför malonyl-coa från mitokondrie till cytosol B. Överför acylgrupper från mitokondrie till cytosol C. Överför Acetyl-CoA från mitokondrie till cytosol D. Överför acetylgrupper från mitokondrie till cytosol Svar: D är rätt. Citrat signalerar gott om energi och indikerar att energilagring bör påbörjas. Citrat transporteras ut ur mitokondrien till cytosolen via speciell transportör och omvandlas i cytosolen till Acetyl-CoA som är startpunkten för fettsyrasyntes. 4. Leverceller kan bryta ner glykogen och frisätta glukos för användning i andra celler. Muskelceller kan använda glykogen som energikälla men inte frisätta glukos. Vad är orsaken till detta? Välj det mest korrekta påståendet. A. Muskelceller innehåller inte debranching -enzymet B. Muskelceller kan inte degradera glykogen mer än till glukos-1-fosfat C. Muskelceller saknar glukos -6-fosfatas

2 D. Muskelceller saknar glukostransportörer i plasmamembranet Svar: C är korrekt. Muskelceller kan ta upp glukos och lagra som glykogen och glykogenförrådet kan mobiliseras och användas för muskelcellens eget energibehov. Detta innebär att A, B, D är fel. Återstår C som således är korrekt. 5. Möss som saknar ATP/ADP translokas (transporterar ADP in i mitokondrien och ATP ut) kan genereras via knock-out teknologi. Dessa möss visar höga nivåer av cirkulerande laktat och låg elektrontransportaktivitet i andningskedjan. Förklara. Svar: Ingen ADP finns tillgänglig för ATP-syntes. Andningskedjan stängs därför av och ATP fås genom glykolys istället. Laktatbildning sker för att cellerna skall kunna regenerera NAD. 6. Mikro RNA (mirna) är korta RNA molekyler med reglerande funktion. Vilket av nedanstående påståenden stämmer bäst? A. mirna binder till promotorer och hindrar transkription. B. mirna binder till promotorer och hindrar translation. C. mirna binder till mrna och hindrar transkription. D. mirna binder till mrna och hindrar translation. Svar: D är mest korrekt. mirna binder till mrna (fr.a. 3' UTR) vilket hämmar translationen, ev. degraderas även mrna. Andra alternativ fel. 7. Proteiner i våra celler bildas vid translationen av mrna och ribosomerna är de centrala molekylära maskinerna i denna process. För att ribosomen skall kunna binda mrna och därmed möjliggöra translation innehåller mrna: A) 3 UTR (icke-translaterad region) B) 5 CAP struktur C) poly-a svans D) 5 UTR E) kodoner Svar: B) är rätt, 5 CAP identifieras av den lilla ribosomsubenheten. A) 3 UTR är involverat i stabilitet o regleringen av translationinitiering. C) mrna stabilitet. D) translationsinitiering. E) nukleotidtripletter där aminoacyl-trna binder in. 8. Celler som behandlas med nukleotidanalogen 5-aza-cytidin inkorporerar detta i sitt DNA, där det ersätter cytidin, vilket leder till en generell minskning av DNA-metylering. När man behandlade

3 tumörceller med 5-aza-cytidin fann man att gen-uttrycksmönstret förändrades dramatiskt. Förklara hur du tror att 5-aza-cytidin kan påverka tumörcellerna på ett sådant sätt. Motivera ditt svar! Svar: I tumörceller är vissa DNA regioner ofta kraftigt metylerade, vilket leder till hämmat genuttryck. Inkorporering av 5-aza-cytidin minskar DNA-metylering och därmed aktiveras tystade gener. 9. Vilket av följande proteiner är mest avgörande för styrning av vesikeltransport till korrekt destination i cellen? a) Dynamin b) Adaptin c) Cargo-receptor d) t-snare Svar: D. T-snares finns i målmembranet och fungerar som guide. Dynamin reglerar bildning av vesikler. Adaptiner medierar mellan clathrin och cargo receptorer. Cargo-receptorer binder till frakt och är direkt ansvarig för rekrytering av frakt till vesikler och därmed dess transport. 10. Cellkärnans proteiner produceras av fria ribosomer i cytosolen. Sådana proteiner måste alltså förflyttas från cytosolen till kärnan Vilken av nedan beskriver bäst flödet av proteiner mellan cytosolen och kärnan? A. Att ett protein har en nuclear localization signal (NLS) är en förutsättning för att kärnporen ska kunna binda till proteinet och transportera in det i kärnan B. Kärnproteiner kan transporteras ut från kärnan efter att NLS klyvts bort. C. Nukleära importreceptorer binder till NLS på proteiner och förmedlar kontakt med kärnporen som transporterar proteinerna in i kärnan D. Proteiner som bär på NLS sekvens transporteras in i kärnan efter translationen och återfinns därefter enbart i kärnan Svar: C är korrekt. A) NLS binder till importreceptor men inte direkt till kärnporen; små proteiner diffunderar passivt in i kärnan. B) NLS klyvs inte bort från kärnproteiner. D) Det faktum att det finns nukleära exportreceptorer visar proteiner som transporterats in även kan transporteras ut ur kärnan. Därför kan proteiner som har NLS kan även ha en nukleär exportsekvens och transporteras ut ur kärnan (t ex när en yttre signal avtar). Ett protein med NLS kan även bilda komplex med ett protein som döljer NLS-sekvensen. Detta komplex transporteras inte in i kärnan 11. Felveckade proteiner kan exponera strukturer som kan ge upphov till helt felaktiga interaktioner. Det har därför utvecklats viktiga kontrollfunktioner som förhindrar att ett protein exporteras innan det fått sin riktiga konformation. Det finns ett kontrollsystem i ER som bygger på att proteinet hålls

4 kvar tills proteinet fått sin riktiga konformation. Beskriv mekanismen som leder till att proteinerna hålls kvar i ER. Svar: Calnexin och calreticulin binder glukos som finns terminalt i nya N-kopplade oligosackarider, men bara om det finns en enda glukosmolekyl terminalt (0.5p). Samtidigt binds andra chaperoner in och hjälper till att vecka proteinet (0.5p). Proteinet lossnar från calnexin/calreticulin när glukos avlägsnats och om det fortfarande inte är riktigt veckat finns det ett glukosyltransferas som adderar glukos till proteiner som inte är riktigt veckade.(1p) 12. G-protein kopplade receptorer är associerade med trimera G-proteiner. Vilket av alternativen nedan beskriver bäst hur G -signalen stängs av? A. Ett GEF-protein (guanine-nucleotide- exchange factor) byter ut GDP mot GTP B. G frisätts från G /G komplexet C. G -bunden GTP hydrolyseras till GDP D. G binds till plasmamembranet E. G frisätts från G-protein-kopplad receptor Svar: C är rätt. G subenheten har GTP:as aktivitet som hydrolyserar GTP till GDP. GTP:as aktiviteten förstärks genom att Ga binder till målproteinet eller specifika regulatorer (GTP:as aktiverande proteiner; GAP). A, B, D och E, aktiverar signalvägen. 13. I motsats till peptidreceptorer vilka finns på cellytan, återfinns steroidreceptorer i cytosolen. (A) Vilka speciella egenskaper måste en steroidligand ha för att nå sin receptor? Motivera ditt svar! (B) Den ligandbundna receptorn spelar en direkt roll i att förändra gentranskriptionen i cellen. Förklara i korthet hur! Svar: (A) En steroid skall vara liten och hydrofob för att kunna passera plasmamembranet. (1p) (B) Efter bindning av ligand till receptorn avlägsnas ett inhiberande protein (corepressor) från receptorn. Genom samverkan med en co-aktivator och bindning till en enhancer inducerar den aktiverade receptorn transkriptionen av målgener. (1p) Här bör man få poäng även för ett mindre detaljerat svar. T ex om svaret innehåller att receptorn specifikt binder till DNA element i olika målgener och därigenom kontrollerar transkriptionen. 14. Normal cellcykelreglering har mekanismer som skall garantera att DNA kopieras endast en gång per celldelning. Vilket av nedanstående påståenden stämmer bäst? A. Under G2-fas defosforylerar cdc25 pre-replikationskomplex. B. Under G1-fas defosforylerar cdc25 proteinet Geminin. C. Under G2-fas bryter "anaphase promoting complex" ner DNA-polymeras. D. Under G1-fas med låg Cdk-aktivitet byggs pre-replikationskomplex upp.

5 Svar: D är korrekt Efter S fas föreligger post-replikationskomplex varifrån DNA-syntes inte kan starta. Dessa består fram till G1, då låg cdk-aktivitet leder till att prereplikationskomplex återbildas (=origin licencing"). A: cdc25 aktiveras i sen G2, men defosforylerar inte pre-replikationskomplex (som då heller inte finns kvar). B: cdc25 aktiveras inte i G1, Geminin påverkas heller inte av cdc25 C: APC aktiveras i sen M-fas och påverkar inte DNA-polymeras. 15. Vissa forskare har kallat p53 för genomets väktare ( the guardian of the genome ). Vilken funktion hos p53 kan ha förärat proteinet denna hederstitel? Svar: I celler med DNA-skada blockerar p53 cellcykeln. 16. Cellen använder olika filamentsystem för att öka hållfasthet och överföra mekanisk kraft mellan celler i en vävnad. Vilka intracellulära filament är mest lämpade att uppfylla de nämnda funktionerna? a) aktinfilament och intermediärfilament b) aktinfilament och mikrotubuli c) intermediärfilament och mikrotubuli d) kollagenfibrer och intermediärfilament Svar: A är korrekt. Aktinfilament bildar kontraktila filament (med myosin) som överför kontraktil kraft mellan celler mha adherens junctions. Intermediärfilament ökar hållfasthet av celler och kopplar celler till varandra mha desmosomer. 17. Koncentrationen av aktinmonomerer i cellen är mycket högre än den kritiska koncentration som leder till polymerisering av rent aktin i provrör. Varför polymeriserar då inte aktin spontant i cellen? Varför är det fördelaktigt för cellen att ha en så stor depå av aktinmonomerer? Svar: De flesta aktinmonomererna i cellen är bundna till blockerande protein (tymosin), vilket blockerar ATP-hydrolysering och polymerisering. (0.5p) Polymerisering aktiveras när så behövs (av profilin) (0.5p). Fördelen är att polymerisering kan ske snabbt från befintliga byggstenar (1p). 18. Antigenspecifika naiva CD4 T celler i vårt adaptiva immunförsvar aktiveras i samband med infektion. De naiva CD4 T cellerna stimuleras av aktiverade DC (professionella antigenpresenterande celler) som har unik förmåga att förse den naiva T cellen med de nödvändiga signaler som krävs för att antigenspecifika effektor T celler skall kunna bildas i slutändan. Vilket av alternativen nedan förklarar bäst denna unika förmåga hos aktiverade DC? A. Aktiverade DC kan presentera antigen både via MHC-I och MHC-II molekyler B. Aktiverade DC kan endocytera antigen i vävnad, migrera till lokal lymfkörtel och presentera antigen där C. Aktiverade DC kan producera cytokiner som aktiverar de naiva T cellerna D. Aktiverade DC kan förse den naiva T cellen med nödvändiga costimuleringssignaler

6 Svar: D är mest rätt. A, gäller inte bara DC. B, sant men DC i mjälten kan aktivera naiva T celler utan att göra denna vandring. C, Många andra celler har denna egenskap. D, endast aktiverade DC kan förse naiva T celler med costimulering/överlevnadssignaler På kliniken kommer du i kontakt med ett 9 månader gammalt barn som har haft återkommande bakterieinfektioner. Barnet har normal mängd av T och B celler men uppvisar mycket ovanligt innehåll av olika antikroppsklasser i blodet: starkt förhöjd mängd av IgM antikroppar kunde detekteras men mycket låg mängd av andra antikroppsklasser. En annan intressant upptäckt var att barnet visade sig ha starkt nedsatt TH1-cellsmedierad immunitet. Du misstänker att barnet lider av hyper-igm syndrom. Detta understöddes av att patientens naiva T celler kunde aktiveras och dela sig normalt då de stimulerades av patientens aktiverade antigenpresenterande DC. Vilket av alternativen nedan förklarar bäst patientens defekta immunförsvar? A. CD40 L (ligand) proteinet uttrycks inte B. Rag 1 proteinet uttrycks inte C. Cytokinen interferon gamma produceras inte D. CD28 proteinet uttrycks inte E. MHC-II proteinet uttrycks inte Svar. A är rätt. T celler överför via CD40-L en signal till B celler, som är essentiell för isotype switch. Utan denna signal produceras bara IgM antikroppar. CD40L signalen är även viktig vid makrofagaktivering (Th1 cell Makrofag) och vid samarbete mellan T hjälparcell-dc-cd8 cell vid cytotoxiska T cellssvar. B, Rag proteinet rearrangerar TCR och Ig generna. Utan detta bildas varken TCR eller Ig; varken T eller B celler skulle kunna aktiveras (dessa celler bildas inte). C. Viktig för vissa iimunfunktioner, men inte essentiell för Ig-switch. D,E = distractors; avsaknad av CD28 och MHC-II skulle omöjliggöra T cellsaktiveringen, som enligt frågan fungerar normalt IgG antikroppar som bildas andra gången kroppen utsätts för infektion av samma mikroorganism binder generellt med högre affinitet till dess komponenter än de antikroppar som bildades under primärinfektionen. Förklara orsakerna till affinitetsökningen! Svar: Vissa B celler som aktiveras under primärsvaret kommer att förändra variabla delen av de uttryckta Ig generna genom somatisk hypermutation (0.5p). Vissa av dessa B celler uttrycker Igmolekyler med högre affinitet för antigenet (0.5p). Dessa presenterar antigenet mest effektivt och bildar minnes B celler (0.5p). Minnes B cellerna, som har hög affinitet för antigenet kommer att dominera antikroppsproduktionen i sekundärsvaret därav den ökade affiniteten (0.5p).