Johans Anteckningar

2022-12-19-0097-TUX

LPG001 Digital tentamen – Biokemi 221219

Kandidat 0097-TUX oai_citation:0‡2022-12-19-0097-TUX.pdf

1. IP – Kemisk bindning MCQ2

Rangordna nedanstående bindningstyper från den svagaste till den starkaste.

1–4:

  • Väte
  • Jon
  • van der Waals
  • Peptid

2. IP – Aminosyror och proteiner 14

I metabolismen är det vanligt att enzymer regleras av cellens energikvot.
A) Nämn två aminosyror som kan interagera med olika delar hos de molekyler som då fungerar som allosteriska regulatorer.
B) Förklara vad som gör dessa aminosyror lämpliga för uppdraget.
Max 75 ord.

Svar

 
A) Negativt laddad – lysin  
Som kan bilda vätebindningar – Asparagin  
 
B) Vid allosterisk reglering av cellens energikvot kommer ATP respektive ADP/AMP binda in till enzymet. Fosfatgrupperna är negativt laddade vilket gör att de kan interaggera med positivt laddade sidokedjor som lysin genom jonbindningar. Kvävebasen adenin som är en del av molekylerna kommer innehålla kvävegrupper som kan bilda vätebindningar med en aminosyra som har karbonyl, hydroxyl- eller aminogrupper, som asparagin med både amino- och karbonylgrupp.

3. IP – Aminosyror och proteiner 13

Nyligen har det konstaterats att sjukdomen ALS (amyotrofisk lateral skleros) karaktäriseras av bildning av amyloider. Hur bildas de?
Max 75 ord.

Svar

 
Amyloider bildas då ett protein med alfahelixrik struktur övergår i en betaflaksrik struktur. Betaflaken kan sedan aggregeras och bilda långa fibrer, så kallade amyloider.

4. DZ – Hemoglobin 4

Hemoglobin och myoglobin innehåller den prostetiska gruppen heme. Denna innehåller ett järn (Fe²⁺) som ansvarar för inbindningen av syremolekyler. Beskriv varför bindning till syre påverkar hemoglobinets struktur och hur det i sin tur påverkar hemoglobinets syreaffinitet.
Max 70 ord.

Svar

 
Järnatomens storlek gör att den inte får plats i mitten av hemegruppen. När syre binder in blir järnets atommoln mindre och kan således flyttas upp 0,4 Å in i hemeplanet. Då kommer även det proximala histidinet kopplat till järnet att flyttas upp samt den alfahelix den är kopplad till. Det påverkar strukturen på hemoglobinet där subenheterna totalt kommer vridas upp 15 grader till R-state med ökad affinitet för syre.

5. LJ – Proteinstudier 5

Du jobbar på labb över sommaren och har fått i uppgift att köra affinitetskromatografi med en 6xHis-tag.

A) Beskriv kortfattat principen för affinitetskromatografi.
B) Hur kan man eluera proteinet?
C) Ange en metod som kan användas för analys av det eluerade proteinet.
Max 200 ord.

Svar

 
A) Affinitetskromatografi är en kromatografimetod som bygger på att separera proteiner baserat på en viss egeskap. Exempelvis kan glykosylerade proteiner separeras ut genom att kulorna i kolonnen har molekyler som binder till sockerenheterna. Man kan även, som i detta fall, modifiera DNA-sekvensen för proteinet man är ute efter genom att lägga till en tag av histidin vilken binder väl till nickeljoner på kulorna.  
 
B) För att få proteinet att lossna från kulorna krävs att man eluerar. Det kan ske med hjälp av en stark buffert eller saltlösning, ofta en kombination av båda.  
 
C) Gelelektrofores, SDS-PAGE, kan användas för att analysera proteinets storlek samt hur väl proteinreningen lyckats.

6. DZ – Lipider 2

Namnge och rita:
A) Den principiella strukturen för lipiden som lagrar energi i adipocyter.
B) Strukturen för den vanligaste membranlipiden.

Besvarades på separat papper (triacylglycerol respektive fosfolipid).

7. ST – Kolhydrater 1

Kolhydrater finns förutom i fri form även bundna till lipider och proteiner. Vilka är de två vanligaste typerna av bindningar mellan kolhydrater och proteiner? (2p)

Svar

 
O-link: kolhydraten binder till OH-gruppen i sidokedjan på serin eller treonin i proteinet.  
N-link: kolhydraten binder till aminogruppen i en asparaginrests sidokedja i proteinet.

8. CG – Nukleotider 5

A) Vilken kemisk grupp finns i 2’-positionen hos ribonukleotider?
B) Vad är AMP förkortning för?

Svar

 
A) Hydroxylgrupp (OH)  
B) Adenosinmonofosfat

9. CG – Replikation 3

A) Vilken roll spelar PCNA vid den eukaryota replikationsgaffeln?
B) Vilken form har denna faktor?

Svar

 
A) PCNA, eller sliding clamp som den också kallas, har funktionen att den sitter runt en av DNA-strängarna under replikation och håller fast DNA-polymeras på strängen. Det gör att processiviteten ökar upp till 50 gånger jämfört med utan PCNA då DNA-polymeras kan syntetisera långa sträckor DNA utan att ramla av.  
 
B) Ringformad

10. CG – RNA, DNA MCQ 8

Den vanligaste formen (konformationen) som DNA antar kallas B-DNA eller en Watson–Crick-helix. Vilka två påståenden stämmer?

  • Avståndet mellan närliggande baspar är 3,4 Å.
  • Ett varv av DNA motsvarar ca. 7,4 bp.
  • Helixen är högervriden.
  • De två strängarna i helixen löper parallellt i samma riktning, 5’ till 3’.

11. CG – Transkription 6

A) Var återfinns alfa-amanitin i naturen?
B) Vilket enzym inhiberar denna substans?

Svar

 
A) I den lömska flugsvampen  
B) Substansen inhiberar RNA-polymeras II

12. CG – Transkription MCQ 7

Vilka två av följande alternativ beskriver funktioner för poly-A-svansen i 3’-änden på eukaryot mRNA?

  • Stimulerar transport av mRNA in till cellkärnan.
  • Skyddar mot felaktig splicing.
  • Stimulerar translation.
  • Reglerar mRNA-molekylens halveringstid.

13. CG – Transkription MCQ 6

Vid initiering av RNA polymeras II-beroende transkription ingår flera basala transkriptionsfaktorer. Vilka två av följande påståenden är korrekta?

  • TBP binder till TATA-boxen.
  • TFIIF är den första faktor som binder till promotorn.
  • TFIIB fosforylerar den C-terminala domänen (CTD) på RNA polymeras II.
  • TFIIH kan smälta dubbelsträngat DNA med sin helikas-aktivitet.

14. AC – Translation 7

Beskriv sekundärstrukturen hos molekylen som transporterar aminosyror till ribosomen och förklara vilken funktionen är för varje del av strukturen. Rita gärna.

Svar

 
Strukturen som transporterar aminosyror till ribosomen kallas tRNA och byggs upp av RNA. I 2D, sekundärstruktur, är tRNA klöverformad och stabiliseras av vätebindningar mellan komplementära baspar i RNA kedjan. Den nedersta loopen, Antikodon loopen, innehåller ett antikodon på tre baser som är komplementärt till kodonet på mRNA och därmed aggerar som mellanhand mellan kodon och aminosyra vilket möjliggör för den genetiska koden. De andra två looparna spelar roll för interaktioner med exempelvis aminoacyl-tRNA syntetaser som kopplar ihop rätt aminosyra med rätt tRNA. De bidrar alltså till identifiering av det specifika tRNA:t. 5'-änden av tRNA kedjan är fosforylerad och i 3'-änden sitter en CCA-sekvens, så kallad acceptor stem. Till den fria OH-gruppen på 3'-änden av adenosin i acceptor stem kopplas aminosyran av aminoacyl-tRNA syntetaser.

15. MO – Evolution 3

Cancerceller utvecklas från normala celler. Beskriv hur man kan använda koncept från evolutionen för att förstå hur detta går till.

Svar

 
Evolutionen utgår från att det finns en genetisk variation och ett naturligt urval där de egenskaper som gynnar överlevnad i den aktuella miljön kommer föras vidare till nästa generation i större utsträckning. Genetisk variation uppnås bland annat genom slumpmässiga spontana mutationer i DNA. Mutationer kan då uppkomma i en cell som stänger av en tumörsupressorgen vilket då är "gynnsamt" för den individuella cellen som kan fortsätta dela sig. Andra mutationer kan då uppstå i en gen som kodar för reparation av DNA vilket möjliggör för ytterligare mutationer som aktiverar oncogener och stänger av andra tumörsupressorgener. Genom ett flertal steg där mutationer möjliggör för cellen att dela sig oftare och för fler mutationer att uppstå kan således en cancertumör utvecklas ur en normal cell.

16. ST – Membran MCQ 2

Vilka påståenden om det eukaryota cellmembranet är korrekta?

  • Fosfatidylserin finns enbart i det inre skiktet av cellmembranet.
  • Kolesterol finns enbart i det inre skiktet av cellmembranet.
  • Cellmembranets kolhydrater är riktade mot cellens utsida.
  • Cellmembranets kolhydrater är riktade mot cytoplasman.

17. IP – Membrantransport 8

Proteinet på bilden förflyttas till plasmamembranet hos skelettmuskler som ett svar på insulinsignalering.

A) Vilken är transportören?
B) Vilken typ av transport sker?
C) Vad händer med glukos när den kommit in i cellen och varför?
Max 50 ord.

Svar

 
A) GLUT-4  
 
B) Faciliterad diffusion  
 
C) Den kommer genom enzymet Hexokinas och förbrukning av 1 ATP bilda glukos 6-fosfat. Fosforyleringen gör att bärarproteinet inte längre känner igen glukosmolekylen och därmed kan den inte transporteras ut igen utan kommer, beroende på energikvoten, brytas ned i glykolysen eller användas för uppbyggnad av glykogen.

18. MO – Termodynamik 1

Diffusion är en viktig process för att fördela molekyler i gaser och vätskor. Vad beror den på och vilken termodynamisk drivkraft finns bakom den?

Svar

 
Diffusion beror på att det finns många fler sätt för ett ämne i en vätska eller gas att vara oordnat än ordnat, alltså är sannolikheten för ett oordnat tillstånd större och molekylerna kommer då till följd av sin konstanta rörelse att hamna i ett oordnat tillstånd. Den termodynamiska drivkraften bakom diffusion är således termodynamikens andra lag, att ett system tenderar att gå mot mer oordnade tillstånd, alltså att entropin ökar.

19. MO – Enzymer MCQ3

Vilka påståenden om övergångstillståndet för en enzym-katalyserad reaktion stämmer?

  • Det har högre energi än för en icke-katalyserad reaktion.
  • Det har lägre energi än reaktionens substrat.
  • Det är mycket kortvarigt.
  • Det har lägre energi än för en icke-katalyserad reaktion.

20. ST – Heme 1

Redogör för hur heme bryts ner och utsöndras.

Svar

 
Heme bryts ner i mjälten när röda blodkroppar bryts ner. Först bildas biliverdin som sedan omvandlas till bilirubin. Då bilirubin är en hydrofob molekyl kommer den att transporteras bunden till blodproteinet albumin via blodet till levern. I levern kommer bilirubinet konjugeras och då bli amfipatiskt för att sedan utsöndras via gallan.

21. ST – Betaoxidation MCQ3

Vilka av följande är ketonkroppar?

  • Acetoacetat
  • Hydroxy-metyl-glutarat
  • Aceton
  • Beta-hydroxy-acetat

22. MO – Enzymer 3

Ett enzym uppvisar Michaelis–Menten-kinetik. Behöver du känna till den totala enzymkoncentrationen för att bestämma konstanterna (i) Kₘ, (ii) Vmax eller (iii) kcat? Motivera ditt svar.

Svar

 
Vmax motsvarar den maximala reaktionshastighet som är möjlig för en enzymkatalyserad reaktion och uppnås då alla enzym är bundna i enzym-substratkomplex. Vmax beror alltså av enzymkoncentratonen. Kₘ motsvarar den substratkoncentration då V = Vmax/2, alltså när hälften av enzymen har bundit substratet och är upptagna med katalys.  
 
Kₘ och Vmax kan bestämmas experimentellt för en reaktion genom att mäta den initiella reaktionshastigheten för varierande substratkoncentrationer men med samma enzymkoncentration. Värdena förs in i ett diagram där reaktionshastigheten blir en funktion av substratkoncentrationen (se nedan). När substratkoncentrationen går mot oändligheten kommer då V gå mot Vmax och man kan då matematiskt bestämma Vmax utan att känna till den exakta enzymkoncentrationen. Kₘ kan sedan bestämmas utifrån vid vilken substratkoncentration som V = Vmax/2.  
 
kcat är ett mått på hur många molekyler produkt som bildas per sekund och enzym, turnover number, och räknas således fram ur den maximala reaktionshastigheten dividerat med den totala enzymkoncentrationen. För att bestämma kcat krävs alltså att känna till den maximala enzymkoncentrationen.

23. IP – Integrering av metabolismen MCQ7

Vad har molekylerna NADH, ATP, CoA och FADH₂ gemensamt?

  • De är kinetiskt stabila.
  • De är kinetiskt instabila.
  • De är termodynamiskt stabila.
  • De är termodynamiskt instabila.

24. IP – Glukosmetabolism 2

Det pyruvat som bildas vid anaerob glykolys behöver metaboliseras vidare.

A) Vad bildas av pyruvatet?
B) Vilken är orsaken till det?
C) Vilket enzym katalyserar reaktionen?
Max 50 ord.

Svar

 
A) Laktat  
 
B) Cellen behöver återbilda NAD⁺ i cytoplasman för att inte glykolysen ska avstanna då det krävs i steg 6. Vid anaerob glykolys sker detta genom fermentering där pyruvat reduceras till laktat och NADH oxideras till NAD⁺.  
 
C) Laktatdehydrogenas

25. IP – Glukosmetabolism MCQ1

Vilka faktorer är viktiga för regleringen av fosfofruktokinas 2/fruktos 2,6-bisfosfatas?

  • Hormoner
  • Cellens energikvot
  • pH
  • Fosforylering

26. ML – Glykogen 4

A) Vilka två enzymer hjälps åt att återuppbygga en delvis nedbruten glykogenpartikel genom att addera nya glukosenheter till strukturen?
B) Vilken typ av bindning skapar respektive enzym?

Svar

 
A) En delvis nedbruten glykogenpartikel har redan en primer i form av glykogenin, alltså behöver bara kedjorna elongeras och förgreningar bildas. Glykogensyntas kommer att förlänga kedjorna genom att addera glukosenheter medan branching enzyme kommer skapa förgreningar genom att flytta 7 glukosenheter.  
 
B) Glykogensyntas – alfa 1–4 glykosidbindning  
Branching enzyme – alfa 1–6 glykosidbindning

27. IP – Citronsyracykeln 3

A) Vilka molekyler av betydelse för energiomvandling bildas i ett varv i citronsyracykeln?
B) Varför är citronsyracykeln inte aktiv i frånvaro av syre?
Max 50 ord.

Svar

 
A) 3 NADH och 1 FADH₂  
 
B) För att citronsyracykeln ska ske krävs att det finns mitokondriellt NAD⁺ och FAD. Utan syre avstannar elektrontransportkedjan då syre behövs i komplex IV och därmed kan inte NADH och FADH₂ oxideras vilket är det enda sättet att återbilda NAD⁺ och FAD i mitokondriens matrix.

28. IP – ETK 3

I elektrontransportkedjan pumpas protoner när elektroner förflyttas mellan olika komponenter.

A) Var i elektrontransportkedjan pumpas protoner?
B) Vilken är drivkraften bakom protonpumpningen?
Max 50 ord.

Svar

 
A) I komplex I, III och IV  
 
B) I elektrontransportkedjans komplex flyttas elektroner från komponenter med lägre redoxpotential till komponenter med högre. Detta är en energimässigt gynnsam process och energin kan då utnyttjas för att pumpa protoner från matrix till mellanmembransutrymmet mot gradienten. Energin omvandlas då till elektrokemisk energi.

29. IP – Integrering av metabolismen MCQ8

I aerob katabolism kommer glukos att passera ett flertal steg innan det oxideras fullständigt. I vilken ordning kommer följande enzym i den processen?

1–4:

  • alfaketoglutaratdehydrogenas
  • malatdehydrogenas
  • glyceraldehyd 3-fosfatdehydrogenas
  • pyruvatdehydrogenas

30. ML – Aminosyrametabolism 4

Nämn två aminosyror som genom transaminering kan omvandlas till citronsyracykelintermediärer vilket gör dem till glukogena aminosyror. Ange även vilken citronsyracykelintermediär respektive aminosyra bildar.

Svar

 
Glutamat kan omvandlas till alfaketoglutarat  
Aspartat kan omvandlas till oxalacetat

31. ML – Nukleotidnedbrytning MCQ3

Vilka två av följande påståenden relaterade till nukleotidnedbrytning är korrekta?

  • Gikt är en sjukdom som kan orsakas av defekter i enzymerna som bryter ner pyrimidin-nukleotider.
  • Urat är en molekyl med två ringstrukturer.
  • Nukleotidaser omvandlar nukleotider till nukleosider.
  • Vid nedbrytning av nukleotiden AMP kommer molekylens samtliga kväveatomer slutligen hamna i urea som utsöndras med urinen.

32. ML – Pentosfosfatvägen MCQ3

Vilka två av följande påståenden relaterade till pentosfosfatvägen är korrekta?

  • Den huvudsakliga regleringspunkten i pentosfosfatvägen är enzymet glukos-6-fosfatdehydrogenas.
  • Ribulos-5-fosfat kan omvandlas till glukos-6-fosfat i den reversibla oxidativa fasen av pentosfosfatvägen.
  • NADPH är ett mycket viktigt oxidationsmedel i celler.
  • Nedsatt funktion i pentosfosfatvägen kan orsaka hemolytisk anemi.

33. JS – Kolesterol MCQ3

Vilka av följande påståenden är korrekta avseende reglering av den intracellulära kolesterolhalten?

  • Cellen kan lagra kolesterol i form av kolesterol-estrar, dvs. genom att koppla kolesterol till en fettsyra.
  • Den regleras främst via tillgången på fritt extracellulärt kolesterol.
  • Den regleras främst via reglering av aktiviteten hos enzymet HMG-CoA-reduktas.
  • Att bilda kolesterolestrar är i de flesta celler irreversibelt – för att återbildas till kolesterol behöver kolesterolestern först transporteras till levern via HDL.

34. Plasmidlaboration 4 (Chi-Wen Huang)

Beskriv vad som karaktäriserar plasmider med konformationen supercoiled respektive relaxerad cirkulär, hur de bildas och hur de kan skiljas åt med gelelektrofores. Den här frågan kan besvaras på svenska eller engelska i tabellform eller i fritext. Max 75 ord.

Svar

 
I supercoiled kommer DNAt i plasmiden vara överdrivet tvinnat, så kallat supercoiled med högre linkingnumber än normalt. Därmed kommer det bildas en linjär struktur. I relaxerad cirkulär är plasmiden istället ringformat. De två olika konformationerna kommer möta olika stort motstånd av gelen under gelelektrofores till följd av att de har olika form och de kan således separeras baserat på att de kommer färdas olika långt.

35. Introduktionslaboration MCQ3

Du arbetar på en vårdcentral som specialistläkare. En försäljare från ett läkemedelsföretag är inbjuden för att presentera en ny medicin som påstås sänka kolesterolnivåerna i blodet med 30%. Vilka två 95%:iga konfidensintervall (CI95%) stöder detta påstående i minst utsträckning?

  • 29,5% – 30,5%
  • 27% – 33%
  • 1% – 60%
  • −10% – 70%