Tentamen NMET2 HT2014 (7/11 2014)
(Totalpoäng 56 p)
SVAR PÅ FRÅGA 1-6 LÄGGS I SEPARAT MAPP
1. Plasmamembranet utgör cellens yttre skyddande lager och kontakt med omgivningen
och membraner bygger upp den eukaryota cellens organeller.
a) Redogör översiktligt för uppbyggnaden av plasmamembranet. Rita gärna!
(2.5p)
Svar: Lipider i ett tvåskiktat lager (assymetriskt) har hydrofila (vattenälskande) och hydrofoba
(vattenfrånstötande) delar. Två huvudgrupper: - fosfolipider – kolesterol
Proteiner - rörliga och assymetriskt fördelade. Två huvudgrupper: - Integrerade proteiner
både hydrofoba och hydrofila ex. kanalproteiner, receptorer - Perifera proteiner mest på
insidan, hydrofila ex. enzymer, signalproteiner, cytoskelettproteiner.
Kolhydrater - bundna till lipider (glykolipider) eller proteiner (glykoproteiner)
- alltid på utsidan ---> nätverk=glykokalyx
Majoriteten (80-90%) av membranen i en eukaryot cell återfinns i organellerna. Beskriv
den organell där följande process äger rum:
(4.5p)
b) sätter på "adresslappar" på färdiga protein som visar vart i cellen de ska transporteras.
Svar: Golgikomplex. Membransystem kopplat till ER. Staplar av ”platta säckar”(cisterner, 3-8
st) - cis-del tar emot vesiklar med omogna proteiner - trans-del avger vesiklar med mogna
proteiner. Slutlig bearbetning och paketering av proteiner. Syntes av polysackarider
c) bryter ned makromolekyler
Svar: Lysosom. Cellens nedbrytningsstation, bildas från Golgikomplexet, vesiklar (0.1-1 µm)
med enkelt membran. Lågt pH (ca 5.0) pga ATP-drivna protonpumpar i membranet.
Innehåller många typer av hyrdolytiska enzymer med lågt pH-optimum– bryter ned
makromolekyler och förbrukade/skadade cellkomponenter, födoämnen och bakterier.
Monomerer transporteras ut i cytosolen via transportproteiner. Membranets insida är kratfigt
glykosylerat som skyddar det från nedbrytning genom det hydrolytiska enzymerna.
d) deltar i bildningen av ribosomer
Svar: Kärnan. Kromatin = DNA bundet till ”ihop- packande” proteiner (histoner)
---> nukleosomer. Eukromatin - uppluckrat, syntetiserar DNA,RNA. Heterokromatin - packat,
vilande. Nukleol - plats för ribosomsyntes. Kärnhölje-dubbelmembran med porer.
Innermembran förstärkt med proteinskikt- ”Lamina fibrosa”. Yttermembran förbundet med
ER. Porer(10milj/kärna) kontrollerad transport mellan kärna och cytosol t ex av histoner,
enzymer, mRNA, ribosomer. Porkomplex
2. Membraner reglerar transporten av ett stort antal kemiska ämnen in och ut ur cellen
och organellerna. En av de viktigaste jontransportörerna i plasmamembranet är den
energikrävande natrium-kaliumpumpen.
a) Beskriv funktionen hos natrium-kaliumpumpen. Rita gärna.
(2p)
Svar:
Tre Na+ ut och 2K+ in i varje cykel.
b) På vilket sätt kan denna pump bidra till dels upptag av glukos i cellen och
dels reglering av cellens pH.
(2p)
Svar: Glukos transporteras med bärarprotein symport med Na+ in i cellen och H+
transporteras ut ur cellen samtidigt som Na+ går in via ett antiport bärarprotein och därmed
regleras pH.
3. Plasmamembranet uttrycker på sin yta många olika typer av receptorer involverade i
cellulär kommunikation. Vilka av följande påståenden är sanna? Rätta felaktiga
påståenden!
a) integriner är hetreodimera receptorer som består av α- och β−subenheter och binder cellen
till extracellulärt matrix. Svar: Sant
b) höjning av koncentrationen av intracellulärt fritt kalcium kan enbart ske via aktivering av
G-protein kopplade receptorer Svar: Falskt. Höjning av intracellulärt fritt kalcium kan också
ske via jonkanalkopplade och enzymkopplade (ex tyrosinkinaskopplade) receptorer
c) aktivering av enzymkopplade receptorer, t ex insulinreceptorn, leder till autofosforylering
av alanin på receptorn och därefter en höjning av cykliskt AMP och aktivering av cAMPberoende kinaser Svar: Falskt. Aktivering av enzymkopplade receptorer leder till
autofosforylering av tyrosin på receptorn och därefter en serie av fosforyleringar
d) amplifiering (förstärkning) innebär att tusentals receptorer tillsammans åstadkommer ett
starkt cellsvar. Svar: Falskt. Amplifiering innebär att en receptor t ex aktiverar flera Gproteiner som i sin tur var och en aktiverar många adenylat cyklas där varje enzym bildar en
stort mängd cAMP som aktiverar PKA som var och en fosforylerar ett stort antal proteiner
e) avstänging av ett receptor-inducerat cellsvar kan bland annat ske genom intracellulärt
upptag av ligand/receptor komplex eller inaktivering av en komponent i den intracellulära
signalkedjan Svar: Sant
(5p)
4. Många av kroppens celler, t ex vita blodkroppar och fibroblaster, förflyttar sig genom
så kallad amöboid cellrörelse (ständig förändring av cellform). Detta rörelsesätt drivs
och regleras av ett av cytoskelettets proteinfilamentsystem.
Vilka av följande påståenden är sanna för detta proteinfilamentsystem? Rätta felaktiga
påståenden!
a) uppbyggt av protein tubulin. Svar: Falskt. Proteinfilamentsystemet som ansvarar för
amöboid rörelse är uppbyggt av aktin. G-aktin polymeriserar till F-aktin=aktinfilament
b) är huvudsakligen lokaliserat i cellens ytterkant och verkar mot plasmamembranet.
Svar: Sant
c) polymeriseringen, och därmed bildningen, av dessa proteinfilament regleras av GTP.
Svar: Falskt. Polymeriseringen regleras av ATP: ATP-aktin har större förmåga till
polymerisering jämfört med ADP-aktin. Fördröjd ATP-hydrolys stabiliserar aktinfilamentet.
d) dessa filament har en polaritet vilket innebär att de har en elektriskt laddad plus- respektive
minusända.
Svar: Falskt. Polariteten innebär att plus- och minusändan i aktinfilamentet skiljer sig kemiskt
åt och plus står för att vid den ändan sker polymeriseringen betydligt snabbare (ca 10 ggr)
jämfört med minusändan.
e) filamentsystemet har också en roll vid cytokines. Svar: Sant
(5p)
5. Epitelceller i t ex tarmslemmhinnan använder sig av ett flertal cell-cell kontakter för
att skapa en sammanhållen stabil barriär och reglera transporter.
Redogör kortfattat för uppbyggnad och funktion av två olika cell-cell kontakter!
Svar: I epitelceller finns förankrande (anchoring junctions), förseglande (occluding junctions)
och kanalbildande (channel-forming junctions) cell-cell kontakter.
Exempel: Tight junctions. ”Svetsfog” runt cellen. Tätande: Proteiner/näringsämnen måste
transporteras via apikala/basala delen. Avgränsande: Avgränsar transport av proteiner till
olika delar av plasmamembranet, t ex glukostransportörer. Celladhesionsmolekyler: Claudin
och occludin. Paracellulära porer möjliggör transient transport av specifika joner. Kopplar sig
till aktinfilament.
Gap junctions. Kopplar ihop celler metaboliskt och elektriskt. Släpper igenom joner och
mindre sockermolekyler, aminosyror och vissa budbärarmolekyler. Mycket snabb
kommunikation möjlig. Sex connexin molekyler bildar en connexonkanal (hemikanal). Två
connexoner bildar en gap junction.
(3p)
6. Vad menas med post translationell respektive ko-translationell proteintransport? Ge
ett exempel av proteiner för vardera typen av transport!
(2p)
Svar:
!"#$%$&'(#)'$*"(+)) ,#-."%$&'(#)'$*"(+))
/&"$+*($&'(#/"&$0
!"#$%$&'(#)'$*"(+))1
2.3&(/&"$+*(+&
24*$"."(5&*+))' /&"$+*(+&
2/+&"6*#"4')' /&"$+*(+&
7"%$&'(#)'$*"(+))1
289%/&"$+*(+&
2:");*%/&"$+*(+&
2)<#"#"4')' /&"$+*(+&
2/)'#4'4+4=&'(/&"$+*(+&
2#+.&+$"&*#.'-/&"$+*(+&
SVAR PÅ FRÅGA 7-8 LÄGGS I SEPARAT MAPP
7. Vid en husrannsakan hemma hos Annica, Gunilla och Ipren-mannen fann och
beslagtog polisen ett stort antal misstänkta substanser. Annica och Gunilla hävdar att de
är oskyldiga och det var Ipren-mannen som producerat substanserna. Ipren-mannen
blir omhändertagen och får genomgå en psykiatrisk utvärdering på grund av hans
oortodoxa klädsel och tidigare historia av olaga förföljelse/stalkning. Annica hävdar att
substanserna hon använt är direkt relaterade till hennes försök inom cellulär
metabolism. Vid ett förhör prövas hennes trovärdighet genom att hon får svara på
nedanstående frågor. Hjälp henne med svaren.
a. Beskriv hur glukos, palmitylsyra samt alanin metaboliseras till den gemensamma
intermediären acetyl-CoA (illustrera gärna).
(4,5 p)
Svar: Korrekt beskrivning av stegen i glykolys, lipolys (inklusive beta-oxidation) samt
de/transaminering av alanin till pyruvat och dess metabolism till acetyl. Fokus ligger på
korrekt beskrivning av ffa regulatoriska steg och steg med nyckelenzym samt
nyckelintemediärer/produkter.
b. Beskriv de irreversibla/reglerade stegen i glykolysen och citronsyracykeln samt kortfattat
hur deras hastighet regleras.
(4 p)
Svar: Beskrivning av nedanstående reglerade steg.
Glykolysen:
TCA:
Hexokinas: Inhiberar – G6P,
Stimulerar PFK:
Inhiberar – ATP, Citrat, Insulin
Stimulerar – ADP, F2.6BP, Glukagon
Pyr.kinas: Inhiberar – ATP, Acetyl-CoA
Stimulerar – FBP
Citr.Syntase: Inhiberar – NADH, succinyl-CoA, citrat, ATP
Stimulerar - ADP
Isocitr dehy: Inhiberar – ATP
Stimulerar – ADP, Ca2+
a-ketogdehy: Inhiberar – succinyl-CoA, NADH
Stimulerar – Ca2+
Vissa aspekter av samtliga stimulerande steg står under generell kontroll av insulin och vissa
aspekter av samtliga inhiberande steg står under generell kontroll av glukagon.
c. Om syre ej finns tillgängligt så kommer NADH och pyruvat från glykolysen att ansamlas.
Hur avlägsnar cellen pyruvat och frigör det NAD+ som behövs för glykolysen så att den inte
avstannar?
(2p)
Svar: Pyryvat avlägsnas genom metabolism till laktat av enzymet LDH eller genom de/transaminering till alanin. Dessa förs vi blodbanan till levern som regenererar dessa till glukos vid
behov. NADH måste regenereras till NAD+ annars stannar glykolysen LDH gör detta vid
metabolism av pyruvat till laktat där NADH omvandlas till NAD+.
d. Om syre finns tillgängligt men citronsyracykeln går långsamt, t.ex. vid svält, så ansamlas
istället acetyl-CoA med konsekvensen att t.ex. beta-oxidationen avtar och att pyruvat inte kan
omvandlas till acetyl-CoA. Beskriv hur cellen frigör CoA så att inte tidigare steg avstannar?
(2p)
Svar: CoA frisätts genom ketogenes där 2 CoA frigörs per producerad ketonkropp. En
kortfattad men korrekt beskrivning av ketogenesen ska ingå i svaret.
Alternativt kan även anapleros nämnas som ett sätt att frigöra CoA genom att tillföra
intermediärer i TCA så att den går snabbare samt att glukoneogenesen avlägsnar pyruvat för
att bilda glukos så att pyruvat från protolys ej omvandlas till ännu mer acetyl-CoA.
8. Gunilla hävdar att hon visserligen vid träning använt substanserna ifråga
tillsammans med ett proteinpulver (som hon på grund av den vedervärdiga smaken
anser borde vara olagligt) men att hon inte visste att substanserna var olagliga. Hon har
ju noggrant läst på om hur de fungerar i energimetabolismen. Vid ett förhör prövas
hennes trovärdighet genom att hon får svara på nedanstående frågor. Hjälp även henne
med svaren.
a. Beskriv detaljerat hur FADH2 genererar en protongradient i mitokondrier och hur
gradienten utnyttjas för ATP-syntes.
(3 p)
Svar: Korrekt och detaljerad beskrivning eller illustration över hur FADH2, som en del av
komplex II, överlämnar sina elektroner som vi komplex III och IV genererar en
protongradient och hur denna utnyttjas i ATP-syntesen.
b. Beskriv hur ureacykeln har en koppling till citronsyracykel
(2 p)
Svar: Genom aspartat-argininosuccinatshunten som förser ureacykeln med aspartat genom
transaminering av oxaloacetat. Intermediären oxaloacetat återförs senare genom klyvningen
av argininosuccinat som ger fumarat som går in som intermediär i TCA.
c. Beskriv hur värme genereras i brun fettväv.
(1 p)
Svar: Precis som i fallet med Gunilla (febrig bodybildare) så kommer den protongradient som
ETC bygger upp användas till att generera en energipotential som vid kortslutning kan
generera värme. I brun fettväv genereras detta kontrollerat genom ett protein (UCP) som låter
protonerna vandra snabbt och därmed genereras värme av denna ”kortslutning”.
d. Var i cellen (cytosol, mitokondrier, nukleus, endoplasmatiskt retikulum, peroxisom) sker
följande processer:
1. glykolysen
2. citronsyracykeln
3. ketogenes
4. lipogenes
5. beta-oxidation
6. de- och transaminering
7. glukoneogenesen
(3,5 p)
Svar:
1. glykolysen
2. citronsyracykeln
3. ketogenes
4. lipogenes
5. beta-oxidation
6. de- och transaminering
7. glukoneogenesen
Cytosol
Mitokondrier
Cytosol och mitokondrier
Cytosol
Mitokondrier och peroxisomer
Mitokondrier samt delvis i cytosol
Olika steg sker alltid cytosol, mitokondrier och ER
Beroende på dina svars korrekthet finns nu möjligheten att Annica och Gunilla kan
frikännas. Lycka till!
Ipren-mannen dömdes dock direkt för framställning och innehav av förbjudna substanser
samt för förargelseväckande beteende.
SVAR PÅ FRÅGA 9-10 LÄGGS I SEPARAT MAPP
9. Här sitter Ipren-mannen och deppar efter att hans reklamfilm blivit fälld av
Nämnden för bedömning av läkemedelsinformation (NBL).
a) NBL har invändningar mot att reklamfilmen använder formuleringen "Ipren söker själv upp
var du har ont". Varför är denna formulering vilseledande? (1 p)
b) Beskriv med relevant farmakokinetisk terminologi hur Ipren når sitt målprotein tex i
muskulaturen efter peroral administrering. (2,5 p)
c) Vilket är målproteinet för Ipren? (0,5 p)
d) Ipren omvandlas genom metabolism i levern till vattenlösliga metaboliter som sedan
utsöndras av njurarna. Beskriv i generella drag hur njuren utsöndrar läkemedel. (2 p)
Svar:
a) antyder att Ipren skulle vara vävnads/cell specifik vilket är felaktigt då Ipren kommer att
hämma cox enzymer generellt i kroppen även där ”man inte har ont”.
b) absorberas från tunntarmen, presystemisk metabolism ffa genom första passage
metabolism i levern påverkar den biologiska tillgängligheten. När läkemedlet nått
systemkretsloppet kommer det att distribueras via blodet ut till muskulaturen. Det är endast fri
fraktion av lm som kan passera cellmembran. Distributionen påverkas av tex blodflödet till
muskulaturen och läkemedlets fettlöslighet och joniseringsgrad.
c) enzymet cyclo-oxygenas
d) Läkemedel utsöndras från njuren via glomerulär filtration (endast fri fraktion), aktiv
tubulär sekretion sker via transportproteiner. Passiv reabsorption av fettlösliga och oladdade
molekyler motverkar utsöndringen.
10. Rita upp en målcell som innerveras av en parasympatisk postganglionär nerv och
beskriv fyra olika principer för hur aktiviteten i parasympatiska nervsystemet kan
påverkas.
(2 p)
Svar: muskarina agonister, muskarina antagonister, kolinesterashämmare, lm som hämmar
frisättning av Ach (tex botulinum toxin)
