Biokeemia I kordamisküsimuste vastused (0)

1. Palmitiinhappe oksüdatsiooni ΔHº mõõdetuna kalorimeetris on -9958 kJ/mol. Milline võiks olla sama reaktsiooni ΔHº elusrakus: a) sama Pikemalt : Entalpia on olekufunktsioon ehk sõltub ainult süsteemi olekust, mitte selle saavutamise viisist. (Kips on kips! ja 5=100:5 – 15=10-4-1)
2. Vette asetatud jäätükk sulab. Miks ei ole võimalik olukord, kus jäätükk muutuks veelgi külmemaks ümbritsev vesi aga soojemaks? Sest isevooluliselt liigub soojus alati soojemalt kehalt külmemale (termodünaamika II säädus)
3. Vee jäätumisel tema korrapära kasvab (ΔS entroopia peaks olema suurem kui entalpia), temp tõustes suureneb.
c) ΔH d) ΔH 0 d) On isevooluline, temp tõustes suureneb veelgi.
15. Reaktsiooni ΔGº on -30 kJ/mol. Milline on reaktsiooni kiirus: a) ei tea. Protsessi isevoolulisus ei ütle midagi protsessi toimumise kiiruse kohta. Tegelikult pole protsessi isevoolulisusel tema toimumise kiirusega mingit pistmist.
16. Milline on seos ΔGº ja tasakaalukonstandi vahel (valem, ühikud)? delta Gibbsi arvutamine tasakaalukonstandi kaudu. ΔG = ΔG˚+RTlnK, kus K arvutamiseks tuleb kirjutada saadused lugejasse ja algained nimetajasse (astmenäitajad!)
17. Reaktsiooni: glükoos-6- fosfaat ↔ fruktoos -6-fosfaat ΔGº on +1,7 kJ/mol. Kas tasakaaluolekus leidub reaktsioonisegus rohkem glükoos-6-fosfaati või fruktoos-6-fosfaati?
G6P ↔ F6P ΔGº = 1,7 kJ/mol ( reaktsioon toimub normaalrõhul ja 25ºC juures)
Reaktsiooni tasakaalukonstant K
R=8,314 J/K*mol
T=298K
ΔG = 1,7 kJ/mol = 1700 J/mol
(eq näitab, et tegemist on tasakaaluliste reaktsioonidega ingl. equilibrium)
K = ([C]c[D]d/ [A]a[B]b)eq (saadused/lähte)
ΔGº = RT ln K K = e – ΔG º/ RT
K = e – ΔG º/ RT = e -(1700 / (8,314 * 298)) = 0,504 = ([F6P]/[G6P])eq
Asjaolu, et K B reaktsiooni
90. Rakus on tegemist harukohta sisaldava metabolismirajaga. Rakul on vaja ühendeid F ja I võrdsetes
hulkades . Milliste ühendite poolt ja milliseid etappe peaks tagasiside kaudu inhibeerima ja aktiveerima ,
et saavutada olukord, kus F ja I esineksid võrdsetes hulkades ja samuti oleks kontrollitud F + I
summaarne hulk rakus?
D → E → F
↑
A → B → C
↓
G → H → I
Kui F’i saab liiga palju siis ta peab inhibeerima C -> G katalüüsivat ensüümi või aktiveerima C-> D
katalüüsivat ensüümi ja kui I’d saab liiga palju siis ta peab inhibeerima C-> D katalüüsivat ensüümi või
aktiveerima C->G katalüüsivat ensüümi.
91. Miks on tagasiside kaudu reguleeritavad ensüümid reeglina allosteerilised ensüümid?
Kuna metabolismirajad sisaldavad tavaliselt palju erinevaid etappe, siis ei ole raja lõpp- produkt oma
struktuurilt reeglina sarnane selle raja lähteühendiga (valmistoodang ja tooraine on teineteisest
erinevad). Seega ei ole tõenäoline ka raja lõpp-produktide seostumine raja esimese ensüümi
aktiivtsentrisse ning tagasiside kaudu reguleeritavad ensüümid sisaldavad lisaks aktiivtsentrile ka eraldi
regulaatorite seondumise kohta või kohti. Neid kohti nimetatakse allosteerilisteks seostumiskohtadeks
ja neid reguleerivaid ensüüme- allosteerilisteks ensüümideks. krt kas keegi oskaks seda lühemalt
sõnastada, ma ei oska?
92. Millised väited on õiged allosteerilise ensüümi kohta? Allosteeriline ensüüm:
a) käitub efektori puudumisel vastavalt Michaelis-Menteni kineetikale???
b) on reeglina monomeerne ensüüm
c) on reeglina multimeerne ensüüm
d) sisaldab aktiivtsentrist eraldi seisvat efektormolekulide seostumiskohta
e) on alati glükosüleeritud
Allosteerilised ensüümid on eranditult multimeersed valgud , s.t. nad koosnevad rohkem kui ühest
subühikust ja sisaldavad seega ka rohkem kui ühte aktiivtsentrit (iga subühik sisaldab ühe
aktiivtsentri). Allosteerilistele valkudele on omane substraatide (homoallosteeria) ja regulatoorsete
efektormolekulide (heteroallosteeria) kooperatiivne seostumine valguga.
lisaks joonis 14,4
93. Visandage reaktsioonikiiruse sõltuvus substraadi kontsentratsioonist juhul kui ensüüm seob oma
substraati kooperatiivselt.
Regulatsiooni konspektis joonisel 14.2 lk.11 on see joonis olemas.
94. Märkige juurde milline graafikul kujutatud kõveratest vastab allosteerilise ensüümi kineetikale:
050100150200250300350020406080100120[S] (mM)V (nM/min)
a) efektori puudumisel
b) allosteerilise inhibiitori juuresolekul
c) allosteerilise aktivaatori juuresolekul
95. Milleks on vajalik O2 kooperatiivne seostumine hemoglobiinile?
Hapniku kooperatiivse seostumise mõte hemoglobiinile seisneb selles, et kui kopsudes (kõrge O2
kontsentratsioon) on hemoglobiini afiinsus hapniku suhtes suur ja ta on hapnikuga küllastatav, siis
kudedes (madal O2 kontsentratsioon) on hemoglobiini afiinsus hapniku suhtes madala ja see võimaldab
hemoglobiinil hapniku müoglobiinile üle anda. Seega võimaldab kooperatiivne seostumine O2 efektiivselt
hemoglobiinile nii peale kui maha „ laadida ”. (kooperatiivne seostumine - substraadi seostumine ühele
subühikule, tõstab ülejäänud subühikute afiinsust substraadi suhtes)
96. Milline toodud kõveratest vastab allosteerilise ensüümi kineetikale ja milline Michaelis-Menteni
võrrandiga kooskõlas käituva ensüümi kineetikale?
97. Millise aminohappejäägi kaudu toimub valkude fosforüleerimine? (erinevad aminohapped )
a) Glütsiin b) Asparagiin c) Trüptofaan d) Seriin e) Isoleutsiin
Fosforüleerimine toimub Ser(Seriin), Thr( Treoniin ), Tyr(Türosiin), His( Histidiin ) aminohappejäägi kaudu.
98. Millist reaktsiooni katalüüsivad proteiini kinaasid ?
99. Milline ühend leiab reeglina kasutust fosfaatgrupi doonorina valkude fosforüleerimisel?
ATP
100. Kas ensüümide fosforüleerimine võimaldab kontrollida ensüümide:
a) hulka b) allosteerilise ensüümi T ja R vormi suhet c) aktiivsust
101. Millisel membraanide omadusel põhineb regulatsioon kompartmentalisatsiooni kaudu?
a) asümmeetria b) perifeersete valkude suhteline hulk c) selektiivne läbilaskvus
102. Mida mõjutavad reeglina steroidhormoonid?
a) ensüümide aktiivsust b) membraanide läbilaskvust c) geenide ekspressiooni
(Steroidhormoon, nagu näiteks östrogeen, siseneb märklaudrakku ja interakteerub seal vastava
valgulise retseptoriga. Edasi liigub hormoon - retseptor kompleks raku tuuma, kus ta seostub kindlatele
piirkondadele DNA-l ja seeläbi kas aktiveerib või inhibeerib teatud geenide transkriptsiooni ja muudab
seega ka vastava geeni poolt kodeeritava valgu hulka rakus. Nagu me näeme, toimib
steroidhormoonide ja nendega sarnaste hormoonide vahendatud regulatsioon läbi kindlate valkude
hulga regulatsiooni rakus.)
103. Mis asi on sekundaarne signaalmolekul?
Teist tüüpi rakulised vastused hormoonide toimele hõlmavad rakusiseste sekundaarsete
signaalmolekulide (ingl. second messenger) sünteesi. Hormoonvastusena sünteesitud
sekundaarsed signaalmolekulid kutsuvad esile juba muutused raku metabolismis.
104. Kirjeldage peptiidhormoonide funktsioneerimise põhimõtet?
105. Milline toodud molekulidest on sekundaarne signaalmolekul? (erinev valik)
(küsimuses võib esineda üks kolmest sekundaarsest signaalmolekulist: cAMP , diatsüülglütserool ja
inositool-1,4,5-trifosfaat)
http://www.maxanim.com/biochemistry/Second%20Messenger/Second%20Messenger.ht m - midagi
lõbusat signaalmolekulide valdkonnas:P
Metabolism
1. Millised toodud protsessidest kuuluvad kataboolsete, millised anaboolsete reaktsioonide/radade
hulka:
1. Tärklise hüdrolüüs amülaasi toimel
2. Glükogeeni fosforolüüs
3. Valkude hüdrolüüs proteolüütiliste ensüümide toimel
4. Glükolüüs
5. Rasvhapete biosüntees
6. Glükoneogenees
2. Kuidas jaotatakse organismid vastavalt kasutatavale süsiniku allikale. Kuidas jaotatakse organismid
vastavalt energiaallikale.
3. Nimetage millised on 3 klassi protsesse, kus kasutatakse ATP hüdrolüüsil vabanevat energiat.
4.Kataboolsed reaktsioonid jaotatakse sageli esimeseks, teiseks ja kolmandaks staadiumiks. Millist
staadiumit iseloomustab iga konkreetne allpool toodud väide:
1. Selles staadiumis toimub kõikide lähteühendite oksüdatsioon samade reaktsioonide abil
2. Selles staadiumis toimub toidu koosseisu kuuluvate ühendite lagundamine väiksemateks
molekulideks, nagu aminohapeteks, suhkruteks ja rasvhapeteks
3. Selles staadiumis vabaneb võrreldes teise staadiumiga vähem (rohkem) energiat
4. Selles staadiumis lagundatakse suhkrud , rasvhapped ja aminohapped väikeseks loetletud hulgaks
vaheühenditeks
5. Selles staadiumis moodustub rakkudes enamus sünteesitavast ATP-st ja CO2-st.
5. Millised loetletud makromolekulide klassidest on kasutusel oksüdeeritava substraadina energiat
produtseevivas katabolismis (valgud, nukleiinhapped , lipiidid , polüsahhariidid)
6. Kas toodud metaboolne reaktsioon (kirjeldatud reaktsioonivõrrandiga, mis esineb slaididel, loengus
või konspektis) on redoksreaktsioon , rühma ülekandega toimuv reaktsioon, hüdrolüüs,
mittehüdrolüütiline sideme katkemine, isomerisatsioon või sideme moodustumine ATP energiat
kasutades. Näiteks võib toodud olla alaniini ratsemaasi reaktsioon, alkoholi dehüdrogenaasi reaktsioon
vms.
7. Milline toodud NAD+/NADH molekuli vormist on oksüdeerunud, milline redutseerunud vorm (toodud
struktuurvalemid )
oksüdeerunud vorm on see, mis on loovutanud elektrone ehk siis pos. laenguga. Red. Vorm on see
teine.
8. Toodud NAD+. FAD, ATP või CoA molekuli koosseisust ära tunda ensümaatilise reaktsiooni
toimumisel osalev molekuli osa.
9.Analüüsige millised loetletud struktuursetest ja funktsionaalsetest omadustest iseloomustavad iga
konkreetset kofaktorit
1. ATP a. Nikotiinamiidne tsükkel
2. FAD b. Adeniini rühm
3. NAD+ c. Fosfoanhüdriidside
4. CoA d. Tiool
e. Isoalloksasiini tsükkel
f. Riboos
g. Atsüüli ülekanne
h. 2 elektroni ülekandega toimuv redoksprotsess
i. 1 või 2 elektroniline ülekande protsess
j. Fosforüüli ülekanne
10.Millised toodud ühenditest on makroergilised ühendid (Ühendid, mille hüdrolüüsil vabaneb vähemalt
sama hulk energiat kui ATP hüdrolüüsil). Loetletud võivad olla erinevad nukleotiidid ja ühendid loengus
näidatud skeemilt
1. Glütserool-3- fosfaat
2. ADP
3. AMP
4. GTP
5. Glükoos-1-fosfaat
6. Atsetüülfosfat
7. Fruktoos-6-fosfaat
8. Kreatiinfosfaat
11. Kujuta järgmise ühendi struktuur:
a. Glükoos-1-fosfaat
b. Glükoos-6-fosfaat
c. Fruktoos-1,6-bisfosfaat
d. Dihüdroksüatsetoonfosfaat
e. Glütseeraldehüüdfosfaat
f. Glütseraat
g. 1,3-bisfosfoglütseraat
h. 2-fosfoglütseraat
i. fosfoenoolpüruvaat
j. püruvaat
12. Nimetage joonisel toodud glükolüüsi intermediaatide nimed (struktuurvalemid antud)
13. Kirjutage, millised järjekorras tekivad toodud ühendid glükolüüsi käigus (struktuurvalemid antud)
1) Glükoos
2)G6P
3)F6P
4)FBP
5)DHAP
6)1,3 BPG
7)3 PG
8)2 PG
9) PEP
10)Püruvaat
Vaadake glükolüüsi 8ndat slaidi. Seal on need struktuurvalemid ka.
14. Kuidas nimetatakse ensüüme, mille poolt katalüüsitava reaktsiooni tulemusena tekivad toodud
intermediaadid (struktuurvalemid antud)
1) heksokinaas
2)glükoos-6-fosfaadi isomeraas
3) fosfofruktokinaas
4)aldolaas
5)trioosfosfaadiisomeraas
6)glütseraalaldehüüd-3-fosfaadi dehüdrogenaas
7) fosfoglütseraadi kinaas
8) fosfoglütseraadi mutaas
9) enolaas
10) püruvaadi kinaas
15. Kirjutage järgmised glükolüüsi reaktsioonid (substraadid ja produktid , katalüüsivad ensüümid)
a. Kus tarbitakse ATP –
glükoos + heksokinaas= glükoos-6-fosfaat ;
glükoos-6-fosfaat + Glükoos 6-fosfaadi isomeraas = fruktoos-6-fosfaat (ehk F6P)
F6P + fosfofruktokinaas-1(ehk PFK-1) = fruktoos 1,6-bisfosfaadiks
Aldolaas katalüüsib F1,6BP lagunemist kaheks 3-C produktiks
Aldolaasi reaktsiooni kaks produkti (DHAP ja G3P) on tasakaalus trioosfosfaadi isomeraasi poolt
katalüüsitava reaktsiooni kaudu.
b. Kus tekib ATP -
G3P + Glütseeraldehüüd-3-fosfaadi dehüdrogenaas = 1,3BPG
1,3BPG + Fosfoglütseraadi kinaas = 3-fosfoglütseraat
3PG konverteeritakse esmalt 2PGks fosfoglütseraadi mutaasi toimel ja 2PG omakorda enolaasi
reaktsioonis fosfoenoolpüruvaadiks (PEP).
PEP+ Püruvaadi kinaas = püruvaat
c. Mis on redoksreaktsioon - G3P + Glütseeraldehüüd-3-fosfaadi dehüdrogenaas = 1,3BPG
d. Mis on kõige olulisem kontrollreaktsioon - PEP+ Püruvaadi kinaas = püruvaat
e. Kus tekivad trioosfosfaadid - Dihüdroksüatsetoonfosfaat (DHAP) ja glütseeraldehüüd 3-fosfaat (G3P)
on tasakaalus trioosfosfaadi isomeraasi poolt
16. Kirjutage glükolüüsi raja summaarne reaktsioonivõrrand
Summaarselt tekib 1 mooli glükoosi konverteerimisel 2 mooliks püruvaadiks 2 mooli ATPd ja
2 mooli NADH.
Glc + 2ADP + 2NAD+ + 2Pi => 2Püruvaat + 2ATP + 2NADH + 2H+
17. Selgitage lühidalt, miks on fermentatiivsed reaktsioonid vajalikud
Fermentatsiooni biokeemia oluline ülesanne on NAD+ regenereerimine . Seda on vaja, sest NAD+ on
rakus limiteeritud hulgal ja NAD+ ammendumisel glükolüüs seiskub.
18. Kirjutage võrrand fermentatiivsetele (kas alkohoolne fermentatsioon või laktaatne fermentatsioon)
reaktsioonidele koos kofaktorite ja ensüümide näitamisega a. pärmirakkudes ja b. lihaskoe rakkudes
19. Märkige, millised toodud ühenditest aktiveerivad (+) ja millised inhibeerivad fosfofruktokinaasi
(ATP, AMP, tsitraat, fruktoos 2,3-bisfosfaat)
ATP ja 2,3-bisfosfaat inhibeerivad, AMP peaks vist aktiveerima ja tsitraat – tsitraadi kuhjumine peaks
inhibeerima (järgneb glükolüüsile ja fosfofruktokinaasi reaktsioon on glükoosiraja reaktsioon, kui seal ei
ole veel mingisuguseid seoseid , mida ma veel õppinud pole).
20. Kirjutage reaktsioonivõrrandid protsessile, mille abil glükoneogeneesis saadakse püruvaadist
fosfoenoolpüruvaat
Püruvaat + ATP + GTP } fosfoenoolpüruvaat + ADP + GDP + Pi
21. Nimetage ensüümid, mis katalüüsivad glükolüüsi raja 1 ja 3 reaktsiooni pöördprotsessi
glükoneogeneesil.
22. Kirjutada summaarne võrrand PDH kompleksis toimuvale protsessile
Püruvaat + CoA + NAD+ => CO2 + AcCoA + NADH + H+
23. Toodud tsitraaditsüklit kujutaval joonisel märkida ära:
a. Redoksreaktsioonid ja nendes osalevad kofaktorid
b. Nimetada märgitud intermediaadid
c. Nimetada ensüümid, mis katalüüsivad märgitud reaktsioone
24. Kirjutada tsitraaditsükli protsesside summaarne võrrand
25. Defineerida, mis on anaplerootiline reaktsioon
Anaplerootilised reaktsioonid on need reaktsioonid, mille käigus tuuakse juurde tsükli vaheühendeid.
26. Nimetada kõige olulisem tsitraaditsükli anaplerootiline reaktsioon inimese organismis
27. Nimetada milliste reaktsioonide tõttu (tuua 3 näidet) võib tekkida vajadus juurde sünteesida
tsitraaditsükli vaheühendeid
28. Selgitada, miks ei saa AcCoA molekuli atsetüüli koosseisus oleva süsiniku arvel sünteesida suhkruid
kuigi tsitraaditsükli vaheühendid on glükoneogeneetilised substraadid
29. Selgitage, miks tsitraaditsükkel on aeroobse metabolismi osa, ehkki ükski tsitraaditsükli
reaktsioonidest ei vaja hapniku osalemist.
30. Nimetage, milliste reaktsioonide käigus toimub tsitraaditsükli vaheühendi dekarboksüleerumine
31. Kujutage suktsinaadi, malaadi, oksaalatsetaadi, tsitraadi ja isotsitraadi molekulid. Märkige tärniga
ära kiraalsed süsiniku aatomid nende ühendite struktuuris
32. Millised toodud väidetest 1-8 kehtivad konkreetselt iga loetletud ensüümi (A-F)kohta
A. isotsitraadi dehüdrogenaas
B. ketoglutaraadi dehüdrogenaas
C. püruvaadi dehüdrogenaas
D. akonitaas
E. suktsinaadi dehüdrogenaas
F. suktsinüülCoA süntetaas
1. Ensüüm sisaldab Fe-S klastrit
2. Ensüümi töös on vajalik kofaktor NAD+
3. Ensüümi töös on vajalik FAD
4. Ensüümi töös on vajalik FMN
5. Ensüüm katalüüsib redoksprotsessi
6. Ensüüm katalüüsib oksüdatiivset dekarboksüleerimist
7. Ensüüm on membraanivalk
8. Ensüüm on mitokondri maatriksi valk
33. Selgitage, miks on neutraalsed rasvad efektiivsemad energia salvestamiseks võrreldes glükogeeniga
34. Vastake lühidalt järgmistele rasvhappe aktivatsiooni puudutavatele küsimustele
a. Kirjutage reaktsioon, milles toimub rasvhappe aktivatsioon kataboolseks oksüdatsiooniks.
b. Selgitage, kuidas mõjutab selle reaktsiooni tasakaalu pürofosfaadi teke
c. Kuidas nimetatakse sidet koensüümi ja rasvhappe jäägi vahel tioesterside
35. Kirjutage struktuurvalemeid kasutades 4 reaktsiooni mis toimuvad β-oksüdatsiooni tsüklis. Märkige
ära redoksreaktsioonides osalevad koensüümid
b-oksüdatsiooni raja reaktsioonid toimuvad mitokondris , kuhu aktiveeritud rasvhape
transporditakse
Protsessi nimetatakse b-oksüdatsiooniks sest protsessis oksüdeeritakse b süsinik
ketorühmaks ja edasi tioestriks AcCoA kujul
36. Arvutage kui suur on ATP saagis 6 süsinikulise karboksüülhappe oksüdatsioonil β-oksüdatsiooni raja
ja tsitraaditsükli reaktsioone kasutades
37. Nimetage milline rasvhape on põhiline rasvhappe süntaasi kompleksi produkt imetajatel
Rasvhappe süntaasi põhiline produkt on AcCoA (atsetüül-coA).
38. Nimetage, millist kofaktorit on vaja redoksreaktsioonide läbiviimiseks rasvhapete biosünteesil.
Millised on selle kofaktori allikad?
39. Mis funktsioon on MalonüülCoA-l. Kujutage selle molekuli struktuur ja kirjutage reaktsioon, kus ta
osaleb.
40. Mis on külomikronid
Liporoteiinid, mida kasutatakse triatsüülglütseroolide transportiks soolestikust teistesse kudedesse
41. Milline on ketokehade struktuur ja funktsioon metabolismis
42. Nimetada, millises eukarüootse raku osas toimuvad järgmised protsessid:
a. Glükolüüs - tsütosoomis
b. Glükoneogenees - mitokondris või tsütosoolis ?
c. Tsitraaditsükkel - mitokondri maatriksis
d. Püruvaadi dehüdrogenaasi reaktsioon - mitokondris ?
e. Hingamisahel - mitokondris
f. ATP süntees oksüdatiivse fosforüülimise teel - mitokondris
g. Rasvhapete oksüdatsioon - mitokondris
h. Rasvhapete biosüntees - tsütoplasmas
43. Nimetada, mis on oksüdeeritavaks ja redutseeritavaks ühendiks hingamishela komplesis I,
kompleksis II, kompleksis III, kompleksis IV.
44. Kui suur on ATP saagis 1 mooli glükoosi täielikul oksüdatsioonil
45. Kui suur on ATP saagis 1 mooli NADH või ühe mooli FADH2 oksüdatsioonil hingamisahelas.
Iga kahe elektroni ülekandega NADH-lt hapnikule sünteesitakse 2.5 ATPd ekvivalenti. FADH2 korral on
vastav väärtus 1.5
46. Kui suur on ATP saagis 1 mooli AcCoA oksüdatsioonil
47. Miks nimetatakse mitokondriaalset ATP süntaasi ka F1Fo ATPaas -iks.
48. Miks võib ATP süntaasi nimetada mehhanoensüümiks
49. Milline on põhimõtteline erinevus oksüdatiivsel fosforüülimisel ja substraadi tasemel fosforüülimisel
50. Kirjeldage, milline on glütseroolfosfaadi süstiku töötsükkel