Frågor om intermediärmetabolismen med svar till vissa

Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik
Biomedicinprogrammet
Medicinsk biokemi
2011
Frågor
om
intermediärmetabolismen
med svar till vissa frågor
Bokhänvisning: Berg, Tymoczko & Stryer 6:e upplagan (B)
Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik
Biomedicinprogrammet (kandidat)
Medicinsk biokemi
2009
Frågor
om
intermediärmetabolismen
med svar till vissa frågor
Bokhänvisning: Berg, Tymoczko & Stryer 6:e upplagan (B)
2
Kolhydraters struktur
1.
Kolhydraterna kan indelas i olika klasser med avseende på antal subenheter i molekylen.
Definiera följande begrepp samt exemplifiera med de fysiologiskt viktigaste kolhydraterna
ur varje klass. (B)
a. Monosackarid
b. Disackarid
c. Polysackarid
d. Oligosackarid
2.
Vad menas med aldos resp. ketos? Ge exempel. (B)
3.
En sockermolekyl med minst 4 kol kan uppträda i såväl cyklisk som acyklisk form.
Rita de cykliska respektive acykliska formerna av glukos, fruktos och ribos. Ge
fullständiga namn för de cykliska formerna. (B)
4.
Kolhydrater med samma bruttoformler kan uppträda i olika former med helt skilda
kemiska egenskaper. I detta sammanhang används en rad olika begrepp för att
karaktärisera närbesläktade föreningar. Redogör för följande begrepp samt ge exempel på
föreningar som är: (B)
a. Isomerer
b. Anomerer
c. Enantiomerer
d. Epimerer
e. Diastereomerer (diastereoisomerer)
5.
Vad är en glykosidbindning? Rita två glukosrester sammanbundna med α1-4-, resp. β1-4bindning. (B)
6.
Vilka monosackarider bygger upp nedan angivna disackarider och hur ser
glykosidbindningen ut i resp. sockerart? Rita! (B, Digestionskomp.)
a. Sukros
Svar: Glukos, fruktos, α1-β2
b. Maltos
Svar: Glukos, glukos, α1-4
c. Laktos
Svar: Galaktos, glukos, β1-4
7.
Vilken kemisk förening bildas som biprodukt vid omvandling av två monosackarider till
en disackarid? (B) Svar: Vatten
8.
Stärkelse är uppbyggd av två olika polysackarider.
a. Vilka är dessa?
b. Beskriv skillnaden i polysackaridernas struktur:
c. Hur skiljer sig stärkelse strukturmässigt från glykogen? (B)
9.
Hur är cellulosa uppbyggt? Vad skiljer denna molekyl från stärkelse? Varför kan vi inte
tillgodogöra oss energi från cellulosa? (B, Digestionskomp.)
10.
Oxidation av 1:a resp. 6:e kolatomen i glukos ger upphov till karboxylsyror. Vad heter
dessa?
Svar: D-glukonsyra resp. D-glukuronsyra.
3
Digestion och absorption
11.
Vilka är de viktigaste dietära kolhydraterna i vår föda? (B, Digestionskomp.)
12.
Redogör för nedbrytningen av kolhydrater i magtarmkanalen. Vilka enzymer deltar och
vilka blir produkterna? (B, Digestionskomp.)
13.
Den vanligast förekommande enzymdefekten hos människa drabbar digestionen av ett
speciellt socker. Vilket är det aktuella enzymet? Vilka symtom ger enzymdefekten upphov
till? (B)
Svar: Laktas. Diarré och gaser.
14.
Kolhydratabsorptionen i tarmen sker huvudsakligen via två olika mekanismer. Redogör för
dessa, samt ange vilka socker som tas upp med respektive absorptionsmekanism. Kan
disackarider tas upp i tarmen? (Digestionskomp.)
Svar: Disackarider tas inte upp. Glukos och galaktos tas upp aktivt dvs tillsammans
med Na+, fruktos tas upp lätt men ej aktivt (faciliterad diffusion).
15.
Hur transporteras kolhydraterna från tarmen och i vilket organ hamnar huvuddelen?
16.
Vilka organ är, förutom tarmen, nödvändiga för normal digestion och absorption av
lipider? (B)
Svar: Pankreas och lever.
17.
På vilket sätt påverkar lipiderna i mag-tarmkanalen sekretionen av galla och pankreassaft?
(Digestionskomp.)
18.
Vilken funktion har pankreaslipas resp. colipas? (B, Digestionskomp.)
19.
Vilka hormoner deltar i digestionen av våra födoämnen? Varifrån utsöndras hormonerna
och vilken funktion har de? (Digestionskomp.)
Svar: De utsöndras från olika celler i övre tunntarmen. Cholecystokinin stimulerar
utsöndring av enzymrikt pankreassekret och tömning av galblåsan. Sekretin
stimulerar utsöndring av bikarbonatrik och vattenrik pankreassaft. Båda hämmar
magsäckens motorik och tömning.
20.
För att digestionsprodukterna ska kunna absorberas måste de solubiliseras. Solubiliseringen sker genom upptag i miceller. (Digestionskomp.)
a. Hur är en micell uppbyggd?
b. Vilka digestionsprodukter tas framför allt upp av micellerna?
c. Var i mag-tarmkanalen absorberas gallsalterna resp. digestionsprodukterna?
d. Hur sker absorptionen?
21.
Vad kallas tillstånd med fett i feces och vid vilka sjukdomar uppträder det? (B,
Digestionskomp.)
22.
Vilka vitaminer kan man få brist på om fettabsorbtionen inte fungerar?
23.
Proteinbehovet ökar om inte tillräckliga mängder kolhydrater och fett ingår i dieten.
Varför?
Svar: Aminosyror används då för energiproduktion bl a via glukos.
4
24.
Vilka proteolytiska enzymer behövs för fullständig digestion av proteiner? Var syntetiseras
dessa enzymer? (B)
25.
I vilken form secerneras de proteolytiska enzymerna? Varför är detta lämpligt?
Vad menas med autokatalytisk aktivering? Hur aktiveras de olika proenzymen? (B)
26.
Vad krävs för att aminosyror skall absorberas? Varför hämmar tillförsel av en specifik
aminosyra absorptionen av vissa andra aminosyror, men inte av övriga? (Digestionskomp.)
27.
Kan di- och tripeptider absorberas? (Digestionskomp.)
Svar: Di- och tripeptider absorberas men hydrolyseras intracellulärt så att endast
fria aminosyror kommer ut i blod.
Glykolys och glukoneogenes
28.
Var i cellen äger glykolysen rum? (B)
29.
Glykolysens första steg innebär en fosforylering av glukosmolekylen, varvid
glukos-6-fosfat bildas. Denna förening är en av knutpunkterna i intermediärmetabolismen.
Reaktionen kan katalyseras av olika isozymer. Vilka är dessa? Hur skiljer sig isozymerna
åt vad gäller förekomst i kroppen, reglering och affinitet för glukos? Vilken primär
funktion har de olika isozymerna? (B)
30.
Katjoner behövs i kinaskatalyserade reaktioner. Varför? (B)
31.
Glukos 6-fosfat kan, förutom att metaboliseras vidare i glykolysen, även omvandlas via två
andra viktiga syntesvägar. Vilka? (B)
Svar: Pentosfosfatvägen (HMP-shunten) och glykogenesen.
32.
Även glykolysens tredje steg är en fosforylering. Varifrån kommer fosfatgruppen? Vad
heter enzymet som katalyserar reaktionen? De båda fosforyleringsreaktionerna leder bl a
till frisättning av en stor energimängd i form av värme. Vad får detta för konsekvens vad
gäller jämvikten hos reaktionerna? (B)
33.
I glykolysen sker klyvning av ett hexosdifosfat till två triosfosfater. Vad heter enzymet
som katalyserar denna reaktion? Namnge reaktionens substrat och produkter. Förklara den
kemiska reaktionen. (B)
34.
Reaktionen kan sägas utgöra ett "vägskäl", eftersom de båda triosfosfaterna kan omvandlas
vidare via två olika metabola vägar. Den ena av dessa är glykolysen,men vilken är den
andra? (B)
Svar: Syntes av glycerolipider.
35.
De båda triosfosfaterna kan överföras i varandra. Beskriv reaktionsmekanismen. Vilken
intermediär bildas? (B)
Svar: Keto-enoltautomeri. Intermediären är en endiol.
36.
Vid oxidationen av glyceraldehyd-3-fosfat sker en fosforylering av en intermediär utan att
ATP deltar. Förklara hur detta är möjligt genom att beskriva mekanismen. (B)
5
37.
I ytterligare en reaktion i glykolysen bildas ATP direkt (till skillnad mot oxidativ
fosforylering) när en intermediär omvandlas till en annan. Vilkena reaktion åsyftas?
Förklara hur det är möjligt att ATP bildas i denna reaktion! Vad har dessa reaktioner för
fysiologisk betydelse? (B)
38.
För omvandling av 3-fosfoglycerat till 2-fosfoglycerat krävs katalytiska mängder av en
förening som har stor betydelse för syrgastransporten i röda blodkroppar. Vilken är
föreningen och hur verkar den i mutasreaktionen? (B)
39.
Under aeroba förhållanden sker en nettosyntes av NADH i glykolysen. I vilken reaktion
bildas NADH? (B)
40.
Vid anaerob glykolys bildas laktat. Vad är syftet med reaktionen? (B)
Svar: "Syftet" är att återoxidera NADH så att glyceraldehyd-3-fosfat ska kunna
oxideras.
41.
Vad heter enzymet som omvandlar pyruvat till laktat? De olika isozymerna har olika
egenskaper som förklaras av deras olika roller – förklara! (B)
42.
Vad kallas den metabola cykel som bidrar till musklernas förmåga att producera energi
under anaeroba förhållanden och hur är denna cykel uppbyggd? Processen har betydelse
även för andra celler i kroppen. Förklara! (B)
43.
Sammanfatta glykolysens energiförhållanden genom att besvara följande: (B, tabell 18.4)
a. Hur många ATP konsumeras per oxiderad molekyl glukos?
b. Hur många ATP genereras per oxiderad molekyl glukos?
c. Hur många reducerade coenzymer produceras under aeroba förhållanden per oxiderad
molekyl glykos? Hur många ATP kan erhållas per molekyl glukos genom återoxidation av
dessa ekvivalenter?
d. Vilken blir den maximala nettoproduktionen av ATP i glykolysen per molekyl glukos
under aeroba respektive anaeroba förhållanden?
44.
Den metabola regleringen av glykolysen är koncentrerad till tre reaktionssteg. Vilka är
reaktionerna och vad har de gemensamt? Vilka enzymer katalyserar dessa reaktioner? (B)
Svar: Hexokinas, PFK-1 och pyruvatkinas – ”irreversibla” reaktioner.
45.
Vid reglering av glykolysen förekommer feed-forward-stimulering. Vilket enzym regleras
på detta sätt och vilken är den allostera effektorn? (B)
Svar: Pyruvatkinas, fruktos-1,6-bisfosfat.
46.
Fruktos 2,6-bisfosfat har stor betydelse för regleringen av glykolysen. Beskriv syntesen av
fruktos 2,6-bisfosfat. Vilket enzym katalyserar bildningen? Hur är det uppbyggt och vilken
mer reaktion katalyserar enzymet? (B)
47.
Vilket enzym aktiveras av fruktos 2,6-bisfosfat? Beskriv effekten. Enzymets aktivitet
regleras allostert också av andra effektorer. Vilka? (B)
48.
Vilka hormoner påverkar PFK, och hur går det till? (B)
6
49.
I glukoneogenesen omvandlas olika metaboliter till glukos. När är denna process aktiv? I
vilka organ förekommer glukoneogenesen huvudsakligen? (B)
Svar: Mest aktiv vid svält, även vid intensivt muskelarbete. Sker huvudsakligen i
lever, mindre del i njure.
50.
Vilka är de viktigaste substraten för glukoneogenesen? (B)
Svar: Glykogena aminosyror, laktat, glycerol.
51.
Markera i ditt metabola schema de steg i glukoneogenesen som skiljer processen från en
omvänd glykolys. Vilka “cellkompartment” deltar i glukoneogenesen? (B)
52.
Bildningen av fosfoenolpyruvat från laktat sker via oxaloacetat. Vad heter enzymet som
katalyserar bildningen av oxaloacetat och hur regleras enzymet? (B)
53.
Vilka är de energikrävande stegen i glukoneogenesen? Hur många ATP konsumeras vid
omvandlingen av två molekyler laktat till en molekyl glukos? (B)
54.
Hur regleras glukoneogenesen, allostert respektive hormonellt? (B)
55.
Fruktos-2,6-bisfosfat har inte bara betydelse för glykolysens reglering, utan även för
regleringen av glukoneogenesen. Förklara! (B)
56.
Det sista steget i glukoneogenesen leder till bildning av glukos, som frisätts ut i blodet.
Beskriv denna process. (B)
57.
Alla kroppens celler tar upp glukos, och det basala glukosupptaget är oberoende av
glukoshalten i blod. Förklara vad detta beror på! (B)
58.
Vid högre halter tas glukos huvudsakligen upp i muskel och lever. Förklara vad detta beror
på! (B)
Citronsyracykeln och oxidativ fosforylering
59.
Huvuddelen av cellens energiproduktion sker i mitokondrien. Karakteristiskt för denna
cellorganell är att den omges av dubbla membraner. Speciellt det inre mitokondriemembranet är av avgörande betydelse för mitokondriens funktion. Beskriv detta membran.
Hur skiljer sig membranet från andra membraner vad gäller struktur och permeabilitet?
Vilka ämnen kan passera membranet och hur sker passagen? (B sid 504, 530)
60.
Den fortsatta oxidationen av pyruvat till CO2 och H2O sker i mitokondrien. Hur
transporteras pyruvat in i denna organell? (B)
61.
Pyruvat kan slussas in i citronsyracykeln via olika vägar. Vilka är dessa och vilken
subcellulär lokalisation har reaktionerna? (B sid 461, 477, 639)
Svar: Pyruvat → Ac-CoA (pyruvatdehydrogenas), pyruvat → oxalacetat
(pyruvatkarboxylas), mindre viktig: pyruvat → malat (malic enzyme). De två första i
mit, malic enzyme i cytosol.
7
62.
Vad heter multienzymkomplexet som katalyserar den oxidativa dekarboxyleringen av
pyruvat till acetyl-CoA? Hur många enzymer ingår i komplexet? Vilka coenzymer deltar i
de olika delreaktionerna? Vilka slutprodukter bildas i reaktionen? Hur stort är
enzymkomplexet? Förklara de enskilda reaktionerna!(B)
63.
Den intramitokondriella omvandlingen av pyruvat står under metabol kontroll. Hur
regleras aktiviteten hos de två enzymer som katalyserar metabolismen av pyruvat? (B)
64.
I citronsyracykelns första steg sker en kondensation (sammanslagning) av två föreningar.
Vilka? Förklara reaktionsmekanismen! Vad är det för organiskt-kemisk typreaktion? Vad
gäller för de två substratmolekylernas respektive produktens förmåga att passera
mitokondriemembranet? (B)
65.
Vad heter enzymet i reaktionen ovan och hur förändras enzymet när det binder substraten?
(B)
66.
Hur isomeriseras citrat till isocitrat? Varför är isomeriseringen nödvändig för nästa steg?
(B)
67.
Under den fortsatta metabolismen i citronsyracykeln avspjälkas CO2 i två oxidativa
dekarboxyleringsreaktioner. Vilka enzymer katalyserar dessa reaktioner? I den första sker
dekarboxyleringen spontant. Redogör för reaktionsmekanismen! Den andra reaktionen är
analog till en annan reaktion i citronsyracykeln. Vilken? (B)
68.
I citronsyracykeln sker bildning av reducerade coenzymer i fyra reaktioner. Vilka är
reaktionsstegen? Vilka coenzymer används vid de olika red-ox reaktionerna? (B)
69.
I ett av stegen i citronsyracykeln sker en direkt fosforylering (jämför med oxidativa
fosforyleringen). Ange substrat och produkter i denna reaktion. Varifrån kommer den
nödvändiga energin? Förklara reaktionsmekanismen! (B)
70.
Ett av enzymerna som deltar i citronsyracykeln är “inbäddat” i inre mitokondriemembranet. Vilket? Vilken praktisk betydelse har det? (B)
71.
Varför kan inte citronsyracykeln förlöpa baklänges? (B)
Svar: De två mest irreversibla stegen är citratsyntas och α-ketoglutaratdehydrogenas
(se G0′-värdena).
72.
Hur regleras citronsyracykelns aktivitet? (B)
Svar: Tillförseln av substrat (acetyl-CoA) från pyruvat (PDH), citrat hämmar också
PFK-1. I cykeln är hämningen vid isocitratdehydrogenas normalt viktigast, men
också citratsyntas och α-KGDH, vilka både påverkas av substrat- och
produktkoncentrationer och ATP/ADP och NADH/NAD+ (de exergona stegen).
73.
Vilket samspel föreligger mellan glykolysen och citronsyracykeln för regleringen av
glukosnedbrytningen? Svar: Se fråga 72.
74.
NADH som bildas i cytoplasman kan inte passera det inre mitokondriemembranet. Hur
kan NADH-syntes i t ex glykolysen ändå ge upphov till substrat för
elektrontransportkedjan? (B)
8
75.
Elektrontransportkedjan (=andningskedjan) är uppbyggd av ett antal red-ox-reaktioner. I
dessa deltar, förutom NADH och FADH2, också FMN, cytokromer, FeS-proteinkomplex
("non-heme iron proteins") och coenzym Q. Beskriv dessa föreningar kortfattat. (B)
76.
Hur är de ingående red-oxparen organiserade i elektrontransportkedjan? Vad är
förklaringen till att elektroner flödar genom elektrontransportkedjan till molekylärt syre?
(B)
77.
Elektrontransportkedjan katalyseras av en rad enzymkomplex. Vad heter dessa och var är
de lokaliserade? Hur möjliggörs "kommunikationen" mellan enzymkomplexen? (B)
78.
Beskriv hur syre stegvis reduceras till vatten utan att reaktiva syreradikaler frisätts! (B)
79.
Vilka system finns för att eliminera superoxidradikalen om denna ändå skulle frisättas? (B)
80.
Hur används den i red-oxreaktionerna frisatta energin och vilket samband har detta med
den oxidativa fosforyleringen? (B)
81.
Var är ATP-syntas lokaliserat och hur är det uppbyggt? (B)
82.
Hur går det till när ATP bildas på och frisätts från ATP-syntaset? (B)
83.
Hur transporteras ADP in i mitokondrien? Beskriv mekanismen! (B)
84.
Vad blir energiutbytet vid återoxidation av en molekyl NADH resp en molekyl FADH2 via
andningskedjan? (B)
85.
Vad är den hastighetsreglerande faktorn för oxidativa fosforyleringen? (B)
Svar: Normalt ADP-tillgången.
86.
Ange några föreningar som kan blockera elektrontransportkedjan eller leda till att mindre
ATP bildas. (B)
87.
Hur används elektrontransportkedjan för att ge värme? (B)
88.
Beräkna energiutbytet vid fullständig oxidation av var och en av följande substanser till
CO2 och vatten! Utgå från att malat-aspartatskytteln används. (B)
a. Glukos
b. Acetyl-CoA
c. Succinat
d. Galaktos
Glykogenmetabolism och HMP-shunten
89.
Kroppens stora bränslereserv är triacylglycerolerna. Varför är det nödvändigt att också
lagra glykogen? (B)
9
90.
Vilka vävnader i kroppen innehåller mest upplagrat glykogen? Vilket organ kan innehålla
den högsta glykogenkoncentrationen? (B)
91.
Vilket enzym katalyserar den initiala nedbrytningen av glykogenmolekylen? Vad kallas
denna typ av klyvning och vilka blir produkterna? Vilket vitamin behövs, och vilken roll
har det i reaktionen? (B)
92.
Enzymet som katalyserar den initiala spjälkningen av glykogen kan inte spjälka hela
glykogenmolekylen. Förklara! (B)
93.
Vid spjälkningen av glykogen förflyttas de korta grenarna inom glykogenmolekylen. Vad
heter enzymet som katalyserar denna reaktion och vilken annan funktion har enzymet?
Vilka blir produkterna vid detta enzyms verkan? (B)
94.
Det sista steget i omvandlingen av glykogen till glukos katalyseras av ett enzym som
uttrycks restriktivt i human vävnad. Vad heter enzymet och i vilka organ finns enzymet?
Vad blir effekten om enzymet saknas? (B).
95.
Hur regleras glykogenolysen hormonellt och allostert? (B)
96.
Beskriv strukturen för fosforylas a och b. Hur påverkas fosoforylasaktiviteten av
glukoshalten? (B)
97.
Vilket glukosderivat används vid glykogensyntesen? Beskriv bildningen av detta derivat
från fritt glukos. Varför är reaktionen närmast irreversibel? (B)
98.
Vilka substrat använder glykogensyntaset? Beskriv den katalyserade reaktionen. (B)
99.
Hur startar syntesen när det inte finns något glykogen från början? (B)
100.
Hur förgrenas glykogenmolekylen, och varför är det en fördel att den är grenad? (B)
101.
Hur regleras glykogensyntas hormonellt respektive allostert? (B)
102.
Regleringen av glykogenesen och glykogenolysen är samordnade. Hur påverkas
glykogenomsättningen av hormonerna insulin, glukagon och adrenalin? Beskriv
mekanismerna. (B)
103.
Var i cellen är hexosmonofosfatshunten (HMP-shunten eller pentosfosfatshunten)
lokaliserad? (B)
104.
Markera HMP-shunten i ditt metabola schema. Under den första, irreversibla fasen av
denna process bildas ett substrat som används för att bygga upp nukleinsyror. Vilken
förening åsyftas? (B)
105.
Vilka huvudfunktioner har det reducerade coenzym som bildas i HMP-shunten? (B)
106.
Vilket enzym katalyserar det hastighetsreglerande steget i HMP-shunten? Ange substrat
och produkter för denna reaktion? Hur regleras enzymaktiviteten? (B)
10
107.
Brist på detta enzym kan ge upphov till hemolytisk anemi. Förklara! (B)
Svar: Brist leder till brist på NADPH så att GSSG inte återreduceras till GSH, som
behövs för att hålla membranet i form – annars tas röda upp av mjälten.
108.
HMP-shuntens första fas innehåller ytterligare en redox-reaktion. Ange substrat och
produkter i denna reaktion. (B)
109.
I HMP-shuntens andra fas deltar bl a enzymerna transketolas, transaldolas och aldolas.
Vilka reaktioner katalyseras av dessa enzymer? Studera reaktionsmekanismerna. Hur binds
substraten till enzymerna? (B)
110.
Hur skiljer sig de två redoxsystemen NADH/NAD+ och NADPH/NADP+? (B)
111.
HMP-shuntens andra fas är reversibel. När är första respektive andra fasen mest aktiv? (B)
112.
Sammanfatta HMP-shuntens viktigaste funktioner.(B)
113.
I vilka vävnader är HMP-shunten mest aktiv, och vad är dess funktion i dessa organ? (B)
114.
Fruktos och galaktos är monosackarider som också metaboliseras via glykolysen. Beskriv
omvandlingen av dessa socker till glykolysintermediärer! Ärftliga rubbningar i
metabolismen av galaktos ger upphov till allvarliga sjukdomar. Redogör kortfattat! (B)
Lipiders struktur
115.
Rita den allmänna strukturformeln för en fettsyra.
116.
Kolatomerna i en fettsyra kan numreras antingen med siffror eller med grekiska bokstäver.
Förklara! (B)
Svar: Siffror startar från kolet i karboxylgruppen, men med grekiska bokstäver
startar man med α på nästa kol.
117.
Hur definieras ω-3 respektive ω-6 fettsyror? (B)
Svar: Numreringen startar från metylkolet, anger läge för dubbelbindningen som är
längst från karboxylgruppen.
118.
Hur många kolatomer innehåller de vanligast förekommande fettsyrorna i animal vävnad?
(B)
119.
Vilken konfiguration har dubbelbindningarna i de omättade fettsyrorna i animal vävnad?
(B)
120.
Vilka är de essentiella fettsyrorna och vad menas med begreppet? (B)
Svar: Vi saknar enzym för att kunna införa dubbelbindningar bortom C-10 i
fettsyror, dvs den sista är 9-en. Dock behövs ω3 respektive ω6 fettsyror för membran
och syntes av arakidonsyra. De som tillförs via kosten är linol- och linolensyra.
121.
Rita en triacylglycerol! (B)
11
122.
Ange antal kol och dubbelbindningar i följande fettsyror.(B)
antal kol
antal dubbelbindningar.
a. Linolsyra
b. Palmitinsyra
c. Oljesyra
d. Linolensyra
e. Arakidonsyra
f. Stearinsyra
Biosyntes av triacylglyceroler, fosfolipider och kolesterol
123.
Vilken intracellulär lokalisation har:
a. Nysyntes av fettsyror?
b. Förlängning av redan existerande fettsyror ?
c. Nysyntes av kolesterol? (B)
124.
Vid nysyntesen av fettsyror behövs två enzymsystem. Vilka? Vilket är det
hastighetsreglerande enzymet samt hur regleras enzymaktiviteten? (B)
125.
Vilket vitamin behövs i ovan angivna reaktion och vilken roll spelar vitaminet? (B)
126.
Vad menas med ACP? Vilket vitamin är kovalent bundet till ACP? Detta vitamin
förekommer framför allt i ett coenzym. Vilket? (B)
127.
Fettsyrasyntas är en dimer. Vilken funktion har de olika domänerna i enzymet? Hur skiljer
sig detta från fettsyrasyntes hos bakterier?(B)
128.
Redogör för de olika stegen i biosyntesen av fettsyror (rita alla stegen). Vilken fettsyra är
den vanligaste slutprodukten? (B)
129.
Vid biosyntesen av fettsyror används ett reducerat coenzym. Vilket? Varifrån kommer det?
(B)
130.
Vid syntesen av fettsyror används cytosolärt acetyl-CoA. Vid kolhydratmetabolismen
bildas dock mitokondriellt acetyl-CoA. Hur kan denna förening "transporteras ut" ur
mitokondrien? Hur och varför hämmas citronsyracykeln, om ett överskott av kolhydrater
intagits i dieten? (B)
131.
Hur och var förlängs fettsyror? (B)
132.
Enzymsystem finns för att införa dubbelbindningar i fettsyror. Humana celler har dock
begränsad förmåga att införa dubbelbindningar. Förklara. (B)
133.
Beskriv syntesen av triacylglyceroler i lever och fettväv. Varifrån kommer prekursorerna?
(B)
12
134.
Sök upp fosfolipidsyntesen i ditt metabolismschema och besvara följande frågor: (B)
a. Från vilken glykolysintermediär bildas glycerolskelettet som ingår i triacylglyceroler
och fosfolipider?
b. Levern kan också utgå från fritt glycerol vid bildning av triacylglyceroler och
fosfolipider. Detta går däremot inte i fettväven. Förklara skillnaden.
c. Vilken är den gemensamma lipidprekursorn till triacylglycerolerna och alla
fosfolipiderna?
d. I vilka två reaktioner deltar denna prekursor? Vilken av de två reaktionerna är
energikrävande?
e. Hur bildas fosfatidyletanolamin och fosfatidylkolin?
f. Redogör för biosyntesen av fosfatidylinositol.
g. Hur bildas fosfatidyletanolamin från fosfatidylserin?
135.
Vilka olika typer av fosfolipaser finns i kroppens celler?
136.
Vad kan man generellt säga om fettsyrorna vid C-1 och C-2 i fosfoglycerider? (B)
137.
Ange schematiskt hur gangliosider bildas. (B)
138.
Kolesterol är en livsnödvändig lipid. Vilket är det hastighetsreglerande steget i
kolesterolbiosyntesen? Hur regleras enzymet? (B)
139.
Redogör formelmässigt för omvandlingen av acetyl-CoA till mevalonsyra. Vilken kofaktor
behövs vid bildningen av kolesterol? (B)
140.
Hur många acetyl-CoA behövs för att bilda en molekyl kolesterol? (B)
141.
Hur många ATP går åt för bildning av isopentenylpyrofosfat från mevalonat? (B)
142.
Förklara varför isopentenylpyrofosfat måste isomeriseras till dimetylallylpyrofosfat för att
kondensation skall ske, och förklara hur kondensationen går till! (B)
143.
Hur skiljer sig bildningen av skvalen från de tidigare kondensationsstegen? (B)
144.
Redogör för bildningen av skvalenepoxid och hur cykliseringen av denna går till. Visa hur
de nya bindningarna uppstår! (B)
145.
Vilka förändringar krävs för att den cykliserade produkten skall bli kolesterol? (B)
146.
Vilka är de viktigaste gallsalterna?
Svar: Glycin- och taurinkonjugat av cholsyra, chenodeoxycholsyra, deoxycholsyra.
147.
Vad menas med det enterohepatiska kretsloppet?
Svar: Upptag från tarmen till portablodet som går till levern, utsöndring därifrån via
galla till tarmen.
13
Lipoproteiner
148.
Vad är huvudbeståndsdelen i de olika lipoproteinerna i plasma (kylomikroner, VLDL,
LDL, HDL)? (B)
149.
Efter absorptionen i tarmen finns de digererade lipiderna i tarmens mukosaceller. Redogör
för syntesen av triacylglyceroler från dessa digestionsprodukter i tarmmukosan. (B,
Digestionskomp.)
150.
Beskriv vad som sker med kylomikronen från det att den lämnar tarmen till dess att resten
tas upp i lever. (B 22.1 och 26.3)
151.
Vilka skillnader och likheter finns det mellan metabolismen av kylomikroner och VLDL?
(B)
152.
Vilket enzym hydrolyserar triacylglyceroler i lipoproteiner, i vilka organ och var i dessa
finns enzymet? (B)
153.
Hur sker transport av kolesterol fram och tillbaka mellan lever och andra organ? (B)
154.
Hur sker upptaget av LDL i perifera organ, och hur regleras detta upptag? (B)
155.
I vilken form lagras kolesterol i perifera organ? (B)
156.
Varför är det farligt att ha höga halter av LDL i plasma? (B)
Lipolys, β-oxidation och ketonkroppsbildning
157.
Vilka produkter bildas vid lipolysen, d.v.s. nedbrytningen av triacylglyceroler i fettväven?
Vart tar produkterna vägen? (B 22.2)
158.
Den ökade lipolysen vid svält resp stress beror på insöndring av vissa hormoner. Vilka?
(B)
159.
Vilka vävnader kan inte använda fettsyror som energikälla?
160.
För att fettsyrorna ska kunna oxideras måste de först aktiveras och sedan transporteras in i
mitokondrierna:
a. Var i cellen sker aktiveringen?
b. Redogör för transporten in i mitokondrien.
c. Hur regleras denna transport? Vad betyder regleringen för utnyttjandet av fettsyror i
triacylglycerolsyntes och β-oxidation? (B sid 641)
161.
Vad menas med β-oxidation av fettsyror? Vilken är slutprodukten vid β-oxidationen? (B)
162.
Redogör formelmässigt för de olika reaktionsstegen vid β-oxidationen av en mättad
fettsyra med jämnt antal kol. (B)
14
163.
Vilka typer av enzymer deltar i processen ovan? Förekommer olika isozymer? (B)
164.
De tre första stegen i β-oxidationen påminner om tre steg i citronsyracykeln. Vilka?
165.
Hur skiljer sig β-oxidationen av omättade och mättade fettsyror? Beskriv formelmässigt.
(B)
166.
Hur påverkar förekomsten av dubbelbindningar en fettsyras energiinnehåll? (B)
167.
Hur stort blir energiutbytet vid fullständig oxidation av stearinsyra och linolensyra till CO2
och H2O (utgå från fria fettsyror i cytoplasman)? (B)
168.
Vid β-oxidationen av fettsyror med udda antal kol bildas ett 3-kolfragment. Redogör för
metabolismen av detta till en citronsyracykelintermediär. Är fettsyror med udda antal kol
vanligt förekommande i kroppen? (B)
169.
Vilket reaktionssteg är vitamin B12-beroende? Gå igenom mekanismen. Vilken roll har
koboltjonen? (B)
170.
Fettsyror kan också oxideras i en annan av cellens organeller. Vilken? Hur skiljer sig de
två metabola vägarna? (B)
171.
Vid svält och obehandlad diabetes uppstår ett ökat inflöde av fettsyror till levern. Varför
kan inte allt det acetyl-CoA som bildas vid β-oxidationen av fettsyrorna metaboliseras i
citronsyracykeln? Vad händer med överskottet av acetyl-CoA? (B)
172.
Vilka är ketonkropparna? (B)
173.
Varför kan det lukta aceton om en obehandlad diabetiker? (B)
174.
I vilket organ sker ketonkroppsbildning? Vilken intracellulär lokalisation har biosyntesen?
(B)
175.
Sök upp HMG-CoA i metabola schemat och tag reda vilka föreningar som bildas via
HMG-CoA. Varför finns det två olika pooler av HMG-CoA? (B)
176.
Redogör formelmässigt för biosyntesen av ketonkroppar. Vad är det för fördel med att
reducera acetoacetat? (B)
177.
Nämn några organ som kan använda ketonkroppar som energikälla. Varför kan inte levern
bryta ner ketonkropparna? (B)
178.
En person som svälter använder bl a ketonkroppar som energikälla. Redogör för hur denna
person kan erhålla energi från ketonkropparna i de extrahepatiska vävnaderna (t.ex.
hjärnan). (B)
179.
Redogör för hur plasmanivåerna av glukos, fettsyror och ketonkroppar varierar under sex
dagars svält! (B sid 772)
15
180.
Hur länge räcker fettdepåerna vid svält hos en vuxen med normal vikt? (B)
Aminosyrametabolism, ureacykeln och enkolpoolen
181.
Hur avgörs när ett protein ska brytas ner i en cell? (B)
182.
Namnge och beskriv den struktur som bryter ner proteiner i cellen! (B)
183.
Vid katabolismen av aminosyror överförs aminogrupper till framför allt en ketosyra. (B)
a. Vad kallas de enzymer som används vid dessa reaktioner?
b. Vilken är ketosyran?
b. Vilket coenzym (prostetisk grupp) används alltid vid dessa reaktioner?
184.
Beskriv reaktionsmekanismen i reaktionen ovan. (B)
185.
Bestämning av två olika transaminaser används vid klinisk diagnostik. Vilka enzymer
åsyftas och vilken reaktion katalyserar respektive enzym? Vad är en ökad halt av dessa
enzymer i blodet ett tecken på? Vid vilka sjukdomar har man en transaminasstegring? Hur
kan resultatet av transaminasbestämningarna även ge en uppfattning om vilket organ som
är påverkat?
186.
Sedan aminogrupperna överförts till glutamat spjälkas C-N-bindningen i glutamat genom
en oxidativ deaminering. Ange produkt, enzym, coenzym och regleringen av reaktionen. I
vilka organ och var i cellen sker reaktionen? (L)
187.
Ange några aminosyror som kan avge kvävet genom direkt deaminering (ej oxidativ
deaminering)! (B)
188.
Den ammoniak som bildas vid katabolism av aminosyror är celltoxisk och måste
metaboliseras vidare. Beskriv omvandlingen av ammoniak till den utsöndringsprodukt som
lämnar kroppen via urinen. Vilka steg i syntesvägen är energikrävande? Vilket är det
hastighetsreglerande steget och hur regleras det? Var i cellen sker de olika reaktionerna?
Från vilka föreningar härstammar de olika delarna av utsöndringsprodukten? Vilka i
proteiner förekommande aminosyror deltar i reaktionerna? (B)
189.
Ureacykeln behöver ett inflöde av vissa föreningar. Vilka? Visa att man från fumarat kan
bilda Asp och att aminogruppen i denna aminosyra kan komma från NH3. (B)
190.
Från vilka substanser kommer ”stommen” i ureacykeln, som går runt i cykeln? (metabola
schemat)
191.
Ammoniak kan även inkorporeras i vissa aminosyror. En speciell aminosyra spelar härvid
en viktig roll.Vilken? Hur kan frisättning av ammoniak från denna aminosyra påverka
syra-basbalansen i kroppen? (B)
192.
Hur regleras ureacykeln? (B)
16
193.
Definiera begreppen glykogena resp ketogena aminosyror. Vilka aminosyror hör till
respektive grupp? (B)
194.
Varför kan en ketogen aminosyra inte ge upphov till en nettosyntes av glukos? Varför ger
aminosyror som metaboliseras till pyruvat (t ex alanin) inte upphov till
ketonkroppar vid svält?
Svar: Acetyl-CoA kan inte omvandlas till pyruvat (irreversibelt), och alltså inte till
glukos. Pyruvat omvandlas till oxalacetat, som kan bilda glukos.
195.
Vilka är de viktigaste glukosprekursorerna vid svält? (B)
196.
Vilka aminosyror kan via transaminering omvandlas direkt till glykolys- eller
citronsyracykel-intermediärer? (B)
197.
Från vilken glykolysintermediär kan serin bildas? Är reaktionssekvensen reversibel? Serin
bidrar med kvävet och de tre kolatomerna vid syntesen av en annan aminosyra. Vilken?
Hur kataboliseras serin? Serin deltar också i bildningen av andra föreningar. Ge några
exempel! (B)
198.
Redogör för de två katabolismvägarna för glycin. Denna aminosyra används förutom vid
proteinsyntes också vid biosyntesen av flera andra föreningar. Ge exempel! (B)
199.
Vid nedbrytningen av metionin, valin och isoleucin bildas propionyl-CoA. Vilka andra
föreningar ger propionyl-CoA vid sin katabolism? Hur metaboliseras propionyl-CoA?
Vilket vitamin behövs i en av dessa reaktioner? Beskriv bildningen av denna förening! (B)
200.
Vad är orsaken till perniciös anemi?
201.
Vid bildning av cystein används två aminosyror som prekursorer. Vilka? (B sid 693)
202.
Vilken neurotransmittor bildas av tryptofan? Tryptofan minskar behovet av ett B-vitamin,
vilket och varför? (B)
203.
Vilken ärftlig enzymdefekt ger upphov till fenylketonuri? Varför är det viktigt att fastställa
diagnosen tidigt? Vilket coenzym används vid reaktionen och hur regenereras det? Hur
behandlas fenylketonuri? (B)
204.
Vilka hormoner (förutom peptidhormoner) kan bildas från tyrosin och fenylalanin? (B)
205.
Vilken viktig roll spelar enkolpoolen? (B)
206.
Vilka tre delar består folsyra av? Hur omvandlas det till aktivt coenzym? (B)
207.
Till vilka atomer i tetrahydrofolsyra kan enkolfragment bindas? (B)
208.
Gör ”tänkta” hydrolyser så att THF återbildas. Vad blir det för föreningar av
enkolfragmenten? Ange oxidationstal för kolet!
209.
Hur omvandlas de bundna enkolfragmenten i varandra? (B)
17
210.
Vilka aminosyror avger enkolfragment vid sin katabolism? (B, metabola schemat)
211.
Vilken är den viktigaste metyldonatorn i kroppen? Nämn några föreningar som kan uppta
metylgrupper från denna donator. (B, metabola schemat)
212.
Beskriv bildningen av S-adenosylmetionin (SAM) och metylcykeln. (B)
213.
Vilket vitamin behövs vid omvandlingen av homocystein till metionin? (B)
214.
Vissa studier tyder på att förhöjda plasmanivåer av homocystein kan vara en riskfaktor för
utvecklingen av hjärt- och kärlsjukdomar. Beskriv bildningen och nedbrytningen av
homocystein. (B, metabola schemat)
215.
Sök upp kreatinfosfat i metabola schemat och beskriv bildningen av denna förening.
Vilken fysiologisk betydelse har kreatinfosfat? Hur omvandlas kreatinfosfat till kreatin?
(B)
216.
Sulfa är ett läkemedel som hämmar tillväxten av bakterier genom att vara en analog till paminobensoesyra. Hur kan man förklara att detta påverkar bakterier men inte människor?
217.
Metotrexat är ett cytostatika som hämmar enkol-poolen. Beskriv läkemedlets
verkningsmekanism! (B)
Alkoholmetabolism
218.
Var sker oxidationen av alkohol till koldioxid?
Svar: Till acetaldehyd i levercytosol, till ättiksyra i levermitokondrie, till koldioxid i
muskelmitokondrie.
219.
Förklara varför disulfiram kan användas för att behandla alkoholmissbruk!
Svar: Hämmar aldehyddehydrogenas, acetaldehyd ackumulerar och leder till
obehag.
220.
Varför ger man etanol vid metanolförgiftning?
Svar: Hämmar kompetitivt bildning av formaldehyd och därigenom också myrsyra,
vilka är toxiska.
221.
Vilka genetiska skillnader finns det i alkoholmetabolismen?
222.
Fosfolipas D finns bl a i nervceller. Vilken produkt bildas om fosfolipas D verkar på
fosfatidylkolin i närvaro av etanol? Förklara!
Svar: Bildas fosfatidyletanol när etanol går in i stället för vatten.
223.
Galaktos metaboliseras långsamt i närvaro av etanol. Förklara vad detta beror på!
Svar: För inversionen vid C-4 krävs NAD+ (initial oxidation) och NADH (som finns i
höga halter under alkoholoxidation) hämmar.
224.
Hur kan man förklara att alkoholister kan få hypoglykemi? (B)
18
Svar: Jämvikterna laktat-pyruvat och malat-oxalacetat i levercellens cytosol är
förskjutna mot den reducerade (alkoholen) på grund av NADH från
alkoholoxidationen. Substrat för glukoneogenesen saknas därför.
225.
Förklara hur fruktos kan tänkas öka hastigheten för alkoholoxidationen!
226.
Man brukar ge alkoholister thiamin (vitamin B1). Varför? Vad inträffar om de inte får
vitaminet? (B)
227.
Ge intermediärmetabola förklaringar till fettlever!
228.
Hur anser man i dag att cirrhos uppkommer?
239.
Redogör för de akuta alkoholeffekterna på hjärnan. Hur kan dessa förklara att läkemedlen
akamprosat och naltrexon kan användas för att behandla alkoholism?
Hem
230.
Var i kroppen bildas det hem som ingår i hemoglobin?
231.
Vilket steg är hastighetsreglerande för hembiosyntesen?
232.
Hur många molekyler glycin behövs för att bilda en hemmolekyl? (B)
233.
Varför är urin gulfärgad?
Nukleotider
234.
Definiera begreppen bas, nukleosid och nukleotid.
235.
Vad är skillnaden mellan ribonukleotider och deoxyribonukleotider?
236.
Vilka baser ingår i DNA respektive RNA?
237.
Rita strukturen för en enkelsträngad DNA kedja bestående av följande baser: ATG
238.
I vilka reaktioner/reaktionssekvenser i purin- och pyrimidinmetabolismen används
enkolfragment från enkol poolen?
239.
Från vilka föreningar härstammar kol- och kväveatomerna i purinringen?
240.
Vilket är det hastighetsreglerande steget i de novo-syntesen av puriner? Vad heter
enzymet och hur regleras det?
241.
Beskriv bildningen av 5-fosforibosyl-1-pyrofosfat (PRPP).
19
242.
De novo-bildningen av purinnukleotider sker i tio olika steg. Vilken purinnukleotid
bildas först?
243.
Beskriv omvandlingen av denna produkt till GMP och AMP. Vad heter enzymerna som
katalyserar det första steget i respektive reaktionssekvens? Hur regleras dessa enzymers
aktivitet? Vilken aminosyra behövs vid omvandlingen av IMP till AMP?
244.
Hur kan puriner återvinnas för nukleotidbiosyntesen (salvage pathway)? Vad heter
nyckelenzymerna i dessa reaktioner?
245.
Hur regleras nukleotidbildningen i humana celler?
246.
Redogör för nedbrytningen av puriner till urinsyra.
247.
Vilken reaktion katalyseras av xantinoxidas?
248.
Gikt beror på ökad halt av urinsyra. Ange två förklaringar till uppkomsten av denna
sjukdom.
Svar: Överproduktion av urinsyra (beroende på brist på HGPRT eller överskott på
PRPP).
249.
Hur kan gikt behandlas?
250.
Varifrån kommer de olika atomerna i pyrimidinskelettet?
251.
Vilken reaktion i pyrimidinsyntesen katalyseras av karbamylfosfatsyntetas II? Vad
skiljer detta enzym från karbamylfosfatsyntetas I?
252.
Vad heter produkten i reaktionen som katalyseras av OMP-dekarboxylas?
253.
Hur regleras pyrimidinsyntesen?
254.
Prekursorerna som används vid syntesen av puriner och pyrimidiner bildas antingen vid de
novo-syntes eller via återvinning. Vilken av dessa vägar är viktigast?
255.
Beskriv omvandlingen av ribonukleotider till deoxyribonukleotider? Vilka enzymer och
coenzymer behövs? Beskriv reaktionsmekanismen!
256.
Hur regleras bildningen av deoxyribonukleotider? Finns något läkemedel som hämmar
ribonukleotidreduktas? Verkningsmekanism?
257.
Vissa tumörsjukdomar, t. ex. leukemier kan behandlas med folsyraantagonister. Förklara
bakgrunden till detta!
258.
Varför hämmar 5-flurouracil tillväxten av cancerceller?
259.
Beskriv verkningsmekanismen för acyklovir och AZT!
20
Blodglukos
260.
Vilka är de viktigaste källorna för blodglukoset?
Svar: 1. Leverglykogen. 2. Dietärt. 3. Glukoneogenes från aminosyror, laktat,
glycerol.
261.
Vilka blodglukosnivåer finner man normalt hos en frisk person vid olika tidpunkter på
dagen?
262.
Vad kallas ett tillstånd med:
a. förhöjd blodglukosnivå?
b. sänkt blodglukosnivå?
c. utsöndring av glukos via urinen?
Svar: Hyperglykemi
Svar: Hypoglykemi
Svar: Glukosuri
263.
Hur påverkar insulin glukosupptaget i: (B)
a. Hjärnan
d. Musklerna
c. Levern
d. Fettväven
Svar: Insulin ökar upptaget endast i muskler och fettväv.
264.
Insulin reglerar blodsockret genom att stimulera glukosupptaget i perifer vävnad och
genom att påverka såväl aktiviteten som koncentrationen av nyckelenzymerna för vissa
metabola processer. Jämför mekanismer och tidsförlopp för dessa tre principiellt olika
effekter.
265.
Beskriv en klinisk undersökningsmetod med vars hjälp man kan testa en patients förmåga
att reglera sitt blodsocker.
Svar: Glukosbelastning – tillför glukos och följ blodglukos.
InstudfrV08facit. 2008-01-22
21