TFKI09 BIOKEMI
TFKE32 BIOTEKNISK BIOKEMI
2012-12-19 kl. 14.00-18.00
Skriv namn på alla blad.
Skriv endast en uppgift per blad.
Redovisa beräkningar och motiveringar.
Hjälpmedel: Miniräknare samt millimeterpapper vid behov
Ansvariga lärare: Anki Brorsson (0762209433), Magdalena Svensson (5686), Lars-Göran
Mårtensson (5705)
LYCKA TILL!
1.a) Rita strukturen för följande tetrapeptid, Phe-Thr-Asp-Ala vid pH 7. Rita/markera huvudkedja,
sidokedjor, Cα, N- och C-terminal. Ange vilken nettoladdning tetrapeptiden har vid pH 7.
(4p)
b) Du har fyra olika peptider, A, B, C och D, med följande sekvenser:
A: Ala-Ser-Phe-Val-Thr-Glu-Trp-Ala-Ile
B: Gly-Phe-Ile-Leu-Lys-Arg-His-Gly-Gln
C: Ala-Tyr-Gly-Ser-Cys-Met-Ala-Ser
D: Ala-Phe-Asp-Pro-Ser-Val-Trp-Gly
Vilken/vilka av dessa peptider skulle kunna bilda α-helix struktur vid pH 7? Motivera!
(4p)
c) Vilken påverkan av proteins tertiärstruktur förväntar du dig vid tillsatts av urea?
Motivera!
(2p)
2. a) Du har ett proteinextrakt innehållande följande proteiner:
Mw
pI
Protein A
14 000
5,5
Protein B
28 000
8,0
Protein C
29 000
7,5
Protein D
45 000
6,5
Du vill nu rena fram Protein D från detta extrakt. Ange vilken typ av kromatografi du använder samt rita
hur ett kromatogram skulle kunna se ut efter kromatografin. Ange enhet på axlarna samt indikera
vilket/vilka protein som toppen/topparna representerar.
(3p)
b) Kymotrypsin hör till en grupp av enzymer som kallas serinproteaser. Vad är det denna grupp av
enzymer har gemensamt?
(1p)
c) Vilken/vilka av nedanstående peptider skulle kunna fungera som substrat för kymotrypsin och vad blir
produkten/produkterna?
(2p)
i) Ser-Ala-Trp-Gly-Lys-Phe-Thr
ii) Gly-Asn-Cys-Glu-Ser-Arg-Gln
d) Du har nu tillverkat ett par mutanter av kymotrypsin:
Mutant 1: en ytligt placerad Ser-60 utbytt mot Thr
Mutant 2: en i aktiva ytan lokaliserad His-57 är utbytt mot Leu
Vilken påverkan av proteinets aktivitet förväntar du dig av dessa mutationer och varför?
(4p)
3. Reaktionsformeln för en enzymkatalyserad reaktion kan skrivas enligt följande:
Genom att använda ”steady state” approximationen kan man konstruera en ekvation som ger
hastigheten.
a) Förklara vad som menas med ”Steady state” approximationen.
(2p)
b) k2 kallas även för kcat - vad beskriver denna konstant om enzymet?
(2p)
c) Fumaras är ett enzym som ingår i citronsyracykeln och katalyserar omvandlingen av fumarat till malat.
Beräkna vmax och KM för fumaras med hjälp av följande data (visa hur vmax och KM kan bestämmas med
hjälp av en Lineweaver-Burk plot (kan vara schematisk) och redovisa dina beräkningar).
Fumarat (mM)
Produktbildningshastighet (mmol/(l*min))
2.0
3.3
5.0
10.0
2.5
3.1
3.6
4.2
(4p)
d) Visa hur grafen för den enzymkatalyserade reaktionen i uppgift c) påverkas om reaktionen skulle ske i
närvaro av en nonkompetitiv inhibitor - förklara hur KM och vmax påverkas i närvaro av inhibitorn.
(2p)
4. Nedan beskrivs ett antal reaktionssteg som utgör viktiga kontrollsteg i glykolysen och
glukoneogenesen.
Oxaloacetat + GTP → Fosfoenolpyruvat + GDP + CO2
Fosfoenolpyruvat + ADP + H+ → Pyruvat + ATP
Fruktos 1,6-bisfosfat + H2O → Fruktos 6-fosfat + Pi
Puruvat + CO2 + ATP + H2O→ Oxaloacetat + ADP + Pi + 2H+
Fruktos 6-fosfat + ATP → Fruktos 1,6-bisfosfat + ADP + H+
a) Redogör för vilken process (glykolysen eller glukoneogenesen) som respektive reaktion ingår i .
(2p)
b) Para ihop nedanstående enzymnamn med den reaktion (av de ovan nämnda) som enzymet
katalyserar.
(2p)
Pyruvatkinas, Fosfofruktokinas, Pyruvatkarboxylas, Fruktos-1,6-bisfosfatas
Fosfoenolpyruvatkarboxykinas
c) Av följande metaboliter ATP, AMP, Fruktos 1,6-bisfosfat och Citrat vilka:
i) Aktiverar enzymer i Glykolysen? (motivera)
(2p)
ii) Inhiberar enzymer i Glykolysen? (motivera)
(2p)
d) Var i cellen sker citronsyracykeln?
(1p)
e) Vilka två viktiga syften har citronsyracykeln?
(1p)
5. a) Vilka grupper pekar utåt och vilka grupper pekar inåt i en DNA helix?
(1p)
b) DNA och RNA är uppbyggda av nukleotider som är kopplade till varandra via en 3’,5’
fosfodiesterbindning. Vad står 3’ och 5’ för i en 3’,5’-fosfodiesterbindning?
(1p)
c) Varför är det allvarligare om det blir fel vid replikationen jämfört med transkriptionen samt vilken
funktion finns hos DNA polymeras I för korrigering vid påkoppling av felaktig nukleotid.
(2p)
d) Beskriv två sätt för termineringen av transkriptionen hos prokaryoter.
(2p)
e) När det mänskliga genomet var sekvensierat stod det klart att det innehåller ca 24 000 gener. Men
antalet olika sorters mRNA molekyler som vi producerar är ca 6 ggr mer än antalet gener (runt 150 000).
Hur kommer det sig?
(2p)
f) Translationen sker på ribosomen där det finns tre bindningssäten för tRNA (A-aminoacylsitet, Ppeptidylsitet och E-exit). Beskriv vad som händer vid dessa bindningssäten under translationen.
(2p)
6. Du har fått till uppgift att klona ett mänskligt protein med nedanstående nukleotidsekvens (Figur 1).
För att hitta genen använder du dig av ett cDNA bibliotek och med hjälp av PCR kopierar du genen.
a) Vad menas med ett cDNA bibliotek?
(1p)
b) Beskriv hur du designar primers för att kopiera nedanstående gen (Figur 1) med hjälp av PCR. (2p)
c) Du har valt att klona in genen i en expressionsplasmid. Vad karaktäriserar en sådan plasmid och vad
skiljer den från en ”förvaringsplasmid”? Hur kan du reglera uttrycket av den inklonade genen? (4p)
d) För att kontrollera att du lyckats med kloningen vill du bestämma DNA sekvensen av plasmiden . Gör
en kortfattad beskrivning av DNA sekvensning.
(3p)
5´-ATG CCA CGA TTC CCA CGC ACG TTA CCT CGA TTA ACG GCA GTT CTA TTA TTA GCT TGT ACT GCC TTC
TCG GCG GCG GCC CAT GGC AAT CAC ACA CAT TGG GGA TAT ACA GGA CAC GAT AGT CCT GAA TCT TGG
GGT AAT CTG TCG GAG GAA TTC CGC TTA TGC AGT ACC GGG AAA AAC CAA TCA CCG GTA AAC ATA ACA
GAA ACT GTC TCC GGC AAG CTC CCC GCT ATT AAA GTC AAC TAC AAA CCC AGC ATG GTC GAT GTA GAG
AAC AAT GGT CAC ACT ATA CAG GTT AAC TAT CCG GAG GGA GGT AAT ACC TTG ACC GTT AAC GGC AGG
ACG TAC ACA CTG AAG CAA TTT CAC TTC CAT GTG CCT AGT GAG AAC CAA ATC AAA GGG CGT ACT TTT
CCA ATG GAA GCC CAT TTT GTG CAT CTG GAC GAG AAT AAA CAG CCG CTA GTG TTA GCA GTT TTA TAT
GAA GCT GGA AAG ACA AAT GGG CGG TTG TCA AGT ATC TGG AAT GTA ATG CCT ATG ACG GCT GGC AAG
GTA AAA CTC AAT CAA CCA TTT GAC GCG TCC ACC CTC CTA CCC AAG AGA CTT AAA TAT TAC CGG TTT
GCA GGA AGT CTT ACA ACG CCG CCA TGT ACT GAA GGT GTA TCT TGG TTG GTG TTA AAG ACC TAC GAT
CAC ATA GAC CAG GCA CAG GCA GAG AAG TTC ACA AGA GCC GTT GGG AGC GAG AAC AAT AGG CCC
GTC CAA CCA CTT AAC GCG CGT GTG GTC ATT GAA-3´
Figur 1. DNA sekvens av ett mänskligt protein
