Molekylär Cellbiologi TENTAMEN I STRUKTURBIOLOGI MÅNDAGEN DEN 26 MARS 2001 EFTERNAMN:... FÖRNAMN:... PERSONNUMMER:... POÄNGSUMMA: RESULTAT: Skriv namn och personnummer på ev. lösa blad. Tentamen innehåller 25 frågor som var och en ger 2 poäng. För G krävs 30 poäng och för VG krävs 40 poäng. Omtentamen äger rum 21/4-01. Glöm inte att lämna in kursutvärderingen! LYCKA TILL!
- 2 - Namn:... Flervalsfrågor (2 poäng/fråga) 1) I Ramachandrandiagrammet anges (ett svarsalternativ är korrekt!): (a) Andelen polära aminosyror på ytan av ett protein (b) Vätebindningar från sidokedjor till peptidens N-H och C=O grupper (c) Förekomsten av sekundärstruktur längs en peptidkedja (d) Tillåtna områden för torsionsvinklarna ϕ och ψ i en peptidkedja (e) Inget av ovanstående 2) Karaktärisera följande protein-dna interaktioner som specifika eller icke specifika (2p för alla rätt, 1p för 3 rätt, 0 annars): Specifik Protein Arg DNA fosfat ( ) ( ) Vätebindning protein Arg DNA Gua i stora fåran ( ) ( ) Vätebindning protein Arg DNA Gua i lilla fåran ( ) ( ) Protein Val DNA Thy metyl ( ) ( ) Icke spec 3) Vilken av följande är en korrekt rangordning av aminosyrornas hydrofobicitet (ett svarsalternativ är korrekt!): (a) (b) (c) (d) (e) Phe > Ala > His > Asp Trp > Phe > His > Val Leu > Asn > Asp > Ala Cys > Met > Glu > Ser Inget av ovanstående 4) Oljedroppsmodellen för proteinveckning innebär (ett svarsalternativ är korrekt!): (a) Proteiner veckar spontant ihop sig om man tillsätter en droppe olja (b) Proteiner veckar spontant ihop sig med de hydrofoba delarna inåt på samma sätt som en oljedroppe hålls samman i vattenlösning (c) Proteiner är inte lösliga i olja (d) När peptidbindningarna bildas så avges oljedroppar som en biprodukt (e) Inget av ovanstående
- 3 - Namn:... 5) Detta diffraktionsmönster kommer från (a) Virus (b) Membranbundet protein (c) DNA molekyl (d) TIM barrel (e) Inget av ovanstående 6) Vid ett NMR experiment använder man sig av radiovågor (våglängd ca 1 m) för att mäta proton-proton avstånd i proteiner. Hur kan detta vara möjligt? (Ett svarsalternativ är korrekt!) (a) NMR är inte en spektroskopisk teknik. (b) Kvantmekanikens osäkerhetsrelation gäller endast för synligt ljus, men inte för radiovågor. (c) Avståndsmätningen i NMR experimentet görs utgående från en energimätning som beror på avståndet mellan närliggande protoner. (d) Avståndsmätningen i NMR experimentet görs med skalär J-koppling, som vanligen bara observeras för atomer separerade av högst tre kovalenta bindningar. 7) Diffraktionsmönstret från en proteinkristall är en samling fläcker som registreras av detektorn. De visar (2p för alla rätt, 1 p för 4 rätt, 0 annars): SANT Elektronernas position i kristallen ( ) ( ) Intensiteten hos den strålning som sprids i olika vinklar från provet ( ) ( ) En bild av molekylerna i kristallen ( ) ( ) Vektorer mellan alla atomer i kristallen ( ) ( ) Faserna hos proteinets strukturfaktorer ( ) ( ) FALSKT 8) Elektronmikroskopi är särskilt väl lämpat för strukturbestämning av (ett svarsalternativ är korrekt!): a) nukleinsyror b) metallfria proteiner c) proteiner med övervägande β-flak d) DNA:protein komplex
- 4 - Namn:... e) membranproteiner 9) Para ihop namnen nedan till vänster med en molekyl till höger. tryptophan cysteine H A 2'deoxy cytidine leucine B C D E G F 10) Du är intresserad av strukturen för enzymet chorismate mutase från Bacillus subtilis. I läroboken står det att den aktiva formen av enzymet är en homotrimer. Du hittar PDB ID (1COM) och hämtar filen. När du öppnar filen i RasMol ser du till din förvåning 4 homotrimerer (figuren nedan) istället för en. Varför? (ett svarsalternativ är korrekt!) a/ Läroboken har fel. b/ Det är en NMR struktur, och de innehåller vanligen flera molekyler. c/ Det är en röntgenkristallografistruktur med 4 molekyler i den asymmetriska enheten. d/ Det är en molekyl sedd från olika håll. e/ Man kunde inte bestämma en enstaka struktur.
- 5 - Namn:... Kortsvarsfrågor (2 poäng/fråga) 11) Vad kallas det strukturmotiv som hittades i de DNA-bindande proteiner som först strukturbestämdes? Vilken del av motivet känner igen DNA? Finns liknande motiv även i andra proteiner? 12) Rita schematiskt ett antiparallellt betaflak. Inkludera alla atomer i peptidryggraden, och markera sidokedjorna med R. Visa var det finns vätebindningar. 13) Beskriv strukturen hos F ab fragmentet i en IgG molekyl. Vilka interaktioner finns mellan domänerna? Hur är den antigenbindande delen sammansatt?
- 6 - Namn:... 14) En student vid Södertörns högskola upptäckte DNA-sekvensen för det ställe på DNA som en viktig transkriptionsfaktor binder till. Hon lade märke till att sekvensen var palindrom. Vad är en palindrom DNA-sekvens? Vad betyder denna upptäckt beträffande stökiometrin i det protein-dna komplex som bildas? 15) Beskriv kortfattat funktionen hos Trp-repressorn i E Coli och hur den utför detta. 16) Fosforylering är vanligt förekommande i samband med signaltransduktion. Vilka aminosyror brukar fosforyleras? Vad kallas de domäner som ofta binder till en sådan fosforylerad aminosyra?
- 7 - Namn:... 17) Hur kan man i huvuddrag karaktärisera membranbundna proteiner? 18) Du har överuttryckt en proteindomän som ingår i ett protein med flera domäner, men tyvärr är den enskilda domänen inte vattenlöslig. Man vet att en del av domänen ingår i ett β-flak som i det intakta proteinet binder till en annan domän, och man vet att fenylalaninen i sekvensen nedan, som ingår i β-flaket, är i direkt kontakt med denna andra domän: Ala Phe Val Ile Gly Val Ala Leu Vilken/vilka mutation(er) skulle man kunna introducera i denna sekvens för att förbättra domänens löslighet? Motivera ditt svar.
- 8 - Namn:... 19) Beskriv strukturen hos detta protein. Var tror du att det aktiva centret är beläget? Side view Top view 20) Vilken strukturrelaterad information kan man få ur ett CD-spektrum? Varför kan man inte få samma information ur ett vanligt UV-absorptionsspektrum av ett protein? 21) Vilket av stegen i en homologimodelleringsstudie är mest kritiskt, och varför?
- 9 - Namn:... 22) Diskutera kortfattat några faktorer som påverkar kristallisation av ett protein. Antag att du har gjort omfattande kristallisationsförsök under olika betingelser, utan att erhålla några kristaller av ditt protein. Beskriv kortfattat vad du skulle göra i en sådan situation (t ex, vilka kontroller skulle du göra med proteinet och kristallisationsförsöken, vad skulle du ändra för att ge bättre resultat) 23) Beskriv kortfattat hur en strukturbestämning med NMR går till. Utgå ifrån ett lyofiliserat proteinprov.
- 10 - Namn:... 24) Det finns några olika kriterier för att karaktärisera kvalitén på en proteinmodell som tagits fram med röntgenkristallografi. Diskutera kortfattat tre sådana kriterier. 25) Många DNA bindande proteiner deformerar DNA-molekylen så att den inte är i den klassiska B-formen. Ge exempel och diskutera kort varför sådana deformationer kan tänkas förekomma.