Tentamen Mi11/biokemi 18 januari 1999 1315 - 1600. Med kortfattade svar.
Max poä ng = 32p. Preliminär gräns för godkänd = 19p
1. a) Vilka är de (två ) viktigaste typerna av sekundärstruktur i proteiner? Beskriv hur de ser ut! Varför
är dessa så vanliga?
b) Sekundärstruktur stabiliseras framför allt av en speciell typ av bindning. Vilken?
c) Aminosyran glycin är ofta strikt konserverad (bevarad) i proteiners aminosyrasekvenser. Vad är det
för egenskap hos glycin som gör den så oersättlig?
(4p)
2. Chymotrypsin, trypsin och elastas ä r tre proteolytiska enzymer.
a) Vilken typ av reaktion katalyserar enzymen?
b) Vad, med avseende på reaktionsmekanismerna, har dessa tre enzymer gemensamt?
c) De tre enzymerna har trots likartade reaktionsmekanismer olika substratspecificitet. Förklara! (Rita
gärna en enkel figur).
(3p)
3. Du har just renat fram ett tidigare okänt enzym och vill bestämma dess katalytiska egenskaper.
a) Du bestämmer Km till 10 M och Vmax till 20 nmol/min för enzymet med ett specifikt substrat. Rita
det Michaelis-Menten diagram du erhåller när du gör denna bestämning. Glöm inte att markera axlarna
på diagrammet, samt att sätta ut sort!
b) Hur skulle hastigheten påverkats om du hade dubbla enzymmängden i försöket? Rita motsvarande
Michaelis-Menten diagram.
c) När reaktionen (a) sker i närvaro av en hämmare (inhibitor) erhåller du värdena Km = 40 M och
Vmax = 20 nmol/min. Med ledning av detta, vilken typ av hämmare rör det sej om? Hur skulle ett
Lineweaver-Burk diagram för hämmad respektive ohämmad reaktion se ut?
(3p)
4. Beskriv kortfattat vad som menas med uniport, symport och antiport i samband med
membrantransport.
(3p)
5. a) Var i cellen sker följande metaboliska processer? Glykolysen, citronsyracykeln, oxidativa
fosforyleringen, fotosyntesens mörkerreaktion?
(2p)
b) Vad blir slutprodukten hos de flesta djurarter vid förbränning av glukos under (1) anaeroba
förhållanden (inget syre närvarande), respektive (2) aeroba förhållanden (syre närvarande)? Vilka
2biokemiska reaktionsvägar är involverade vid glukosförbränning vid fall (1) respektive fall (2) ovan?
(3p)
6. Protongradienter används ofta i naturen för att driva energikrävande reaktioner.
a) Ge två exempel där detta förekommer.
b) Ange i båda fallen ovan varifrån den energi tas, som krävs fö att skapa protongradienten.
c) Beskriv mycket kortfattat principen för hur energi i form av ATP skapas med hjälp av en
protongradient.
(4p)
7. a) Vilket av dessa två är absolut nödvändig för fotosyntesen: a) syrefri miljö, eller b) ett biologiskt
membran? Motivera ditt svar.
(2p)
b) Vilken uppgift har Calvincykeln i fotosyntesen? På vilket sätt påverkar fotorespirationen flödet i
Calvincykeln?
(2p)
8. Du har fått ett okänt protein av din labkompis och vill nu bestämma några av dess egenskaper.
a) Du gör en gelfiltrering av ditt protein tillsammans med två referensproteiner (cytokrom c, 13 370 Da;
och hemoglobin, 64 500 Da). Du mäter absorbansen vid 280 nm på eluatet (= det som kommer ut från
kolonnen) från gelfiltreringen och sluter dej till att ditt protein är ca 40 000 Da. Rita upp ett tänkbart
kromatogram för de tre proteinerna.
(2p)
b) Du gör också en SDS-PAGE elektrofores på ditt framrenade prov och gelen antyder att
molekylvikten för ditt protein är 20 000 Da! Ge en tänkbar förklaring till detta resultat.
(2p)
c) Rent allmänt, vilka två egenskaper (var för sej) hos proteiner använder du dej främst av i a)
respektive b) ovan för att separera/rena olika proteiner i en blandning från varandra?
(2p)
Svar
1 a) Alfa-helix och beta-sträng/beta-flak. I alfa-helix veckas peptidkedjan till en högervriden helix,
medan en beta-sträng är en fullständigt utdragen peptid. Strängarna kan i sin tur bilda flak genom
vätebindning mellan beta-strängar där strängarna antingen packar antiparallellt eller parallellt. De är
vanliga för att de ger stabila strukturer, där antalet vätebindningar är maximerade.
b) sekundärstrukturerna stabiliseras av vätebindningar.
c) glycin har inget beta-kol och är därför idealisk i snäva böjar. Alla andra aminosyror passar sämre i
böjar på grund av krockar med sidokedjan.
2 a) De tre enzymerna katalyserar hydrolys av peptidbindningar.
b) De är serin-proteaser, deras aktiva yta innehåller samma katalytiska triad His-Asp-Ser och de
katalyserar proteolys enligt samma reaktionsmekanism, (där den aktiva serinen bildar ett kovalent
intermediat med substratet).
c) De tre enzymen har gemensamt att de känner igen sitt substrat genom att binda den sidokedja vars
karbonyl-kol skall hydrolyseras i en substratbindningsficka. Karaktären på substratbindningsfickan
varierar i de tre enzymerna och de ‘känner därför igen’ olika aminosyror. Chymotrypsin har en
hydrofob ficka som passar stora aromatiska sidokedjor, trypsin känner igen positivt laddade sidokedjor
som lysin och arginin, medan elastas känner igen små oladdade sidokedjor. Se Fig 6.23 i Horton.
3 a) se Fig 5.3 b i Horton, med Km och Vmax som anges i texten.
b) Reaktionen går dubbelt så fort, vilket medför brantare initial lutning på kurvan, K m är detsamma,
och Vmax är det dubbla.
c) Eftersom Km ändras, men inte Vmax, rör det sej om en kompetitiv inhibitor. Se Fig 5.10 i Horton.
4 Uniport = transport av en enda molekyl genom membranet.
Symport = kopplad transport av två molekyler i samma riktning genom membranet.
Antiport = kopplad transport av två molekyler i motsatt riktning genom membranet.
5 a) Glykolysen sker i cytosolen, citronsyracykeln i mitokondrierna, oxidativ fosforylering i
mitokondriernas membran och fotosyntesens mörkerreaktion i kloroplasternas stroma.
b) Under anaeroba förhållanden bildas laktat (via pyruvat) från glukos medan under aeroba
förhållanden bildas koldioxid och vatten. I fall (1) glykolys och i fall (2) glykolys samt
citronsyracykeln.
6 a) Protongradienter används i oxidativ fosforylering (andningkedjan) i mitokondrierna och i
fotosyntesens ljusreaktion.
b) I oxidativ fosforylering tas energin från oxidering av NADH och QH2. I fotosyntetisk fosforylering
tas energin från solljuset (som driver ett elektronflöde från vatten till NADP och som resulterar i en
protongradient).
7 a) ett biologiskt membran är nödvändigt för att förankra pigment och proteiner på ett sådant sätt att
den laddningseparation möjliggörs som är förutsättningen för elektrontransport och ATP-produktion.
b) I Calvincykeln används energin från fotosyntesens ljusreaktion för att fixera atmosfäriskt koldioxid i
kolhydrater, som behövs för växtens uppbyggnad. Fotorespirationen är en energikrävande process, som
resulterar i att kol avlägsnas ur Calvincykeln och att koldioxid i stället avges.
8 a) Hemoglobin eluerar först, sen det okända proteinet och sist cytokrom c.
b) Detta tyder på att det ok nda proteinet är uppbyggt av två polypeptidkedjor, alltså en dimer.
c) I a) använder vi oss av skillnaden i storlek och i b) av skillnaden i laddning.
