Sluttentamen Biokemi KE7001p3, 20 mars 2006, 09 00-15 00 Max poäng = 75 p. Slutlig gräns för godkänd = 38 p (51 %). 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. Utan biologiska membran skulle inget liv kunna existera. a) Rita den kemiska strukturformeln för en membranlipid. (2.5p) b) Beskriv med en enkel skiss uppbyggnaden av ett biologiskt membran. (1p) c) Ge två exempel på energialstrande processer där biologiska membran är av central betydelse. (1p) d) Vad kallas den drivande kraften som gör att membraner hålls ihop (och som gör att proteiner veckar sig) (0.5p)? Hur fungerar den (1p)? (6 p) 2. Rita den generella formeln för en dipeptid vid ph 7. Rita atomer och bindningar i huvudkedjan och R1 och R2 för sidokedjorna. Markera N- och C-terminal och ange eventuella laddningar. Markera peptidbindningen och de bindningar i huvudkedjan som är vridbara (phi och psi). 3. Vilken av följande aminosyror kan lätt ta upp eller avge en proton vid neutralt ph: Leu, His, Ala, Pro? 4. Proteiners struktur kan beskrivas i fyra nivåer, primär, sekundär, tertiär och kvartenär. Förklara vad som avses med respektive begrepp. (4p) - sida 1 av 5 -
5. Några egenskaper hos ett antal proteiner visas i tabellen nedan: Protein Isoelektrisk punkt (pi) Nativ molekylvikt (kda) Övrigt I 9.4 70.000 II 4.5 200.000 III 5.6 10.000 IV 3.1 140.000 V 7.0 50.000 Binder till glukos a) Vilket av dessa proteiner skulle troligen lossna sist från en katjonbytarkolonn = negativt laddad kolonn vid ph 7.0 (dvs. binder starkast)? (1p) b) Vilket av dessa proteiner skulle troligen eluera sist från en gelfiltreringskolonn? (1p) c) Vid analys av protein II med SDS-polyakrylamidgelelektrofores (SDS-PAGE) finner man att det ger upphov till två band på gelen. Det ena motsvarar en molekylvikt på 25.000 det andra 75.000. Vad säger det om proteinets substruktur (uppbyggnad)? (1p) d) Hur kan man utnyttja det faktum att protein V är glukos-bindande i en reningsprocedur? (1p) 6. Definiera och beskriv kortfattat de tre stegen i molekylärbiologins "centrala dogma", dvs. 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. PCR är en metod som har inneburit en molekylärbiologisk revolution. Metoden används inom en mängd olika områden, från brottsplatsundersökningar till produktionen av olika läkemedel. a) Vad står förkortningen PCR för? (1p) b) Varför utför man PCR vad vill man åstadkomma, m.a.o vad händer i provröret? (1p) c) Vilka komponenter behövs (vad tillsätter man i sitt provrör) för att utföra PCR (2p)? - sida 2 av 5 -
9. 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) 10. Illustrera i figur hur reaktionshastigheten varierar som funktion av substratkoncentrationen för a) ett allosteriskt enzym (1p), och b) ett enzym som följer Michaelis-Menten kinetik (1p). Glöm inte att märka axlarna! 11. G-proteiner spelar mycket viktig roll vid signalöverföring, dvs. för att omvandla en signal utanför eller i membranet (hormon-, smak-, lukt-, ljusreceptorer) till en respons inuti cellen. När är G-proteiner aktiva respektive inaktiva? (1p) 12. Fosforylering/defosforylering kan omvandla ett enzym från en mer aktiv form till en lågaktiv/inaktiv form. Vilken av formerna är aktiv, den fosforylerade eller defosforylerade? Vad kallas enzymer som katalyserar fosforylering av andra proteiner/enzymer och vad kallas de som katalyserar defosforylering? Vilka tre aminosyror är vanligen fosforylerade i cellulära signalvägar? 13. Beskriv vilka fyra huvudsakliga roller som kolhydrater spelar i levande organismer och ge exempel på minst en kolhydrat som är inblandad för var och en av de funktionerna. 14. Råa ägg innehåller proteinet avidin som hindrar upptaget av B-vitamin, speciellt vitaminet biotin.vilken av nedanstående metaboliska vägar påverkas av att avidin reducerar biotins medverkan i metaboliska processer? Motivera svaret. a. Fumarat Malat b. Alanin Glukos c. Propionyl-CoA Succinyl-CoA - sida 3 av 5 -
15. Varför produceras mindre ATP av det NADH som genereras i cytosolen och sedan transporteras in i mitokondrierna via glycerolfosfat-skytteln jämfört med det NADH som produceras i mitokondrierna? Hur mycket energi i form av ATP erhålls av det NADH som genereras i cytosolen? 16. Vilken av följande aminosyror spelar en avgörande roll i transporten av amoniumjoner från perifiära vävnader till levern? a. Serin b. Metionin c. Glutamin d. Arginin 17. I en veckotidning har du läst att det är nyttigt att fasta under 2-5 dagar och endast dricka vatten för att på det sättet rena kroppen från alla giftiga ämnen som finns lagrat i kroppen. Du bestämmer dig för att prova. Du känner att det börjar bli svårt att koncentrera sig, och du får huvudvärk m.m. Förklara kortfattat vilket samspel som råder mellan lever, muskel och fettvävnad vid ovan nämnda situation. Ange endast huvuddragen i de metaboliska vägarna (max. 1 sida inkl. eventuell figur). (10 p) 18. Arginin är en essentiell aminosyra hos katt. Katter som inte ätit mat under en natt och därefter erhållit arginin-fattig diet (för övrigt balanserad sammansättning av aminosyror) kan efter endast ett par timmar råka ut för ammoniakförgiftning. a) Vad var orsaken till att höga ammoniaknivåer bildades i blodet? (1p) b) Förklara (biokemiskt) varför avsaknad av aminosyran arginin leder till akut ammoniakförgiftning hos katt. (2p) 19. De flesta djur lägger upp ett reservföråd av energi i form av fett. Hur mycket mer energi i form av ATP-ekvivalenter erhålls då en mol stearinsyra (C18:0) oxideras jämfört med en mol glukos. Endast den energi som erhålls i citronsyracykeln och via oxidativ fosforylering skall redovisas (inga tidigare steg). I Citronsyra cykeln genereras 3 NADH, 1 FADH2 och en GTP per varv. (3p) 20. Vid kraftigt anaerobt muskelarbete ansamlas en metabolit i muskeln som sänker muskelns prestationsförmågan. Vad är detta för metabolit? (1p) Rita en schematisk skiss hur denna metabolit omhändertas av kroppen och namnge vilka metaboliska vägar som är involverade. (2p) - sida 4 av 5 -
21. Kolmetabolism a) Beskriv kolets kretslopp med en enkel skiss b) Till skillnad från däggdjur (t. ex. människan) kan växter (samt vissa alger, bakterier och andra mikroorganismer) tillgodose sitt behov av kolhydrater genom nysyntes från oorganiskt kol. Vad kallas processen och vilken är den primära reaktionen i processen? c) Vad heter enzymet som katalyserar denna reaktion som är unik för växter (och andra fotosyntetiserande organismer)? d) På vilket sätt påverkar luftens syre flödet och energiutbytet i reaktionen? (6 p) 22. Energiomvandling/ljusreaktion Nysyntes av organiskt kol som behandlas i frågan ovan är en energikrävande process. a) Varifrån tas energin? b) Var sker energiinfångningen (i vilken organell och var i denna)? c) Vilka komponenter är nödvändiga för energiinfångning? (3p) 23. Flagellerna på bakterier och enzymet ATP-syntas drivs av likartade molekylära motorer. Vad är drivmedlet i de molekylära motorerna? - sida 5 av 5 -