Учебно-методический комплекс Новосибирск 2013 г. Учебно-методический комплекс предназначен для студентов 2 курса совместного Китайско-российского института, направление подготовки «биология»

Скачать 1.15 Mb.

Название	Учебно-методический комплекс Новосибирск 2013 г. Учебно-методический комплекс предназначен для студентов 2 курса совместного Китайско-российского института, направление подготовки «биология»
страница	8/9
Тип	Учебно-методический комплекс

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Учебно-методический комплекс

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Глава 2. ФЕРМЕНТЫ

2.1. Строение и механизм действия
1. Высокая специфичность РНКазы А может быть четко продемонстрирована при сравнении ряда параметров гидролиза РНК РНКазой и 1 М щелочью (в скобках):

1) основание, находящееся на 3’-конце, должно быть пиримидином  Ura или Thy (все);

2) анти-конформация Ura или Thy относительно кольца рибозы (и син-, и анти-);

3) расщепление только 3’-5’-фосфодиэфирных связей (и 3’-5’-, и 2’-5’-);

4) продуктом является только 3’-нуклеотид (и 3’- и 2’-);

5) время превращения 2’,3’-циклофосфата на 3 порядка меньше для РНКазы; рН 6-8 реакционной смеси (рН 12–14).

2. 3-фосфоглицерат  2-фосфоглицерат (фосфоглицератмутаза) (1),

3-фосфоглицерат + ATP  2,3-дифосфоглицерат + ADP (фосфоглицераткиназа) (2),

E-His (фосфоглицератмутаза) + 2,3-дифосфоглицерат  Е-His-p + 2 фосфоглицерат,

3-фосфоглицерат + E-His-p  2,3-фосфоглицерат + E-His  2 фосфоглицерат + E-His-p.

Поскольку фосфорилированная форма фермента (Е-His-p) нестабильна и подвергается гидролизу до свободного фермента (Е-His) и неорганического фосфата, существует реакция (2), катализируемая киназой, которая обеспечивает генерирование 2,3 дифосфоглицерата, фосфорилирующего свободный фермент, образующийся при гидролизе фосфофермента.

3. Глюкоза + АТР  глюкозо-6-фосфат + ADP.

Глюкокиназа имеет гораздо большую К_М для глюкозы, чем гексокиназа. При голодании печень возвращает глюкозу в кровь, прежде всего для снабжения ею мозга и эритроцитов. Первой реакцией при захвате глюкозы клетками мозга и печени является фосфорилирование глюкозы. Более низкое сродство глюкокиназы к глюкозе по сравнению с гексокиназой приводит к тому, что печень не конкурирует с мозгом за сахар крови. Печень эффективно усваивает глюкозу, только когда ее уровень в крови высок. Поскольку этот фермент не ингибируется глюкозо-6-фосфатом как гексокиназа, он может захватывать глюкозу и синтезировать гликоген даже при высоком уровне внутриклеточного глюкозо-6-фосфата.

4. У эукариот:

ацетат + АТР  ацетиладенилат + пирофосфат;

ацетиладенилат + CоА  ацетилCоА + АMР.

У прокариот:

ацетат + АТР  ацетилфосфат + ADP (ацетаткиназа);

ацетилфосфат + CоА  ацетилCоА + ортофосфат (S ацетилтрансфераза).
2.2. Кинетика ферментативных реакций. Ингибирование
1. а) 31,1×10^-6 моль;

б) 5×10^-8 моль;

в) 622 с^-1.

2. К_М=0.85 М, k₂=0.25×10^-10 М²×с^-1.

3. а) Да. К_М=5,2×10^-6 М;

б) V_max= 6,84×10^-10 моль;

в) 337 с^-1.

4. К_М =1.1 mМ, k₂=0.1410^-10 М²с^-1.

5. I₅₀=( 1 + К_М/[S])/( 1 - К_М/[S]).

6. К_М=10 мкМ, V_max= 45.5 мкM/мин, конкурентное, k_i =5.4 мкМ.

7. К_М=35 мкМ.

8. К_М=3.4 мМ, V_max= 0.8 мкM/мин, конкурентное, k_i =22 мМ.

9. К_М=1.0 мМ, конкурентное, k_i_,ср = 1.68 мМ.

10. К_М=2.41 мМ, неконкурентное, k_i =24 мМ.

11. К_М=20 мМ, бесконкурентное, k_i =4.2 мМ.

12. E-CH₂OH + глюкозо-1,6-дифосфат  E-CH₂Op + глюкозо-6-фосфат

E-CH₂OH + диизопропилфторфосфат  E-CH₂O-диизопропилфосфат + HF

Образовавшееся диизопропилфосфатное производное фермента не гидролизуется и фермент перестает работать. К этому яду чувствительны все ферменты, имеющие в активном центре остаток серина, а именно, сериновые протеазы ( трипсин, химотрипсин), фосфорилаза, пируватдегидрогеназа.
2.3. Классы ферментативных реакций. Кофакторы и коферменты

1. а) Гидролаза катализирует расщепление связи под действием воды (класс 3), гидратаза – отщепление воды от оксисоединений с образованием двойной связи или присоединение по двойной связи (класс 4);

б) фосфатаза катализирует отщепление фосфатных остатков под действием воды, фосфорилаза – расщепление связей под действием фосфата;

в) экзопептидаза расщепляет пептидные связи концевых аминокислот, эндопептидаза гидролизует пептидные связи внутри полипептидной цепи;

г) трипсин разрывает пептидные связи, СО-группа которых принадлежит основным аминокислотам Lys и Arg, а химотрипсин – ароматическим аминокислотам ( Phe, Tyr, Trp);

д) трипсиноген – неактивный предшественник трипсина (см. пункт «г»).

2. а) D-глюкозо-1- фосфат фосфогидролаза, глюкозо-1-фосфатаза, ЕС 3.1.3.10.

б) Ацетил-СоА: ортофосфат ацетилтрансфераза, фосфат-ацетилтрансфераза, ЕС 2.3.1.8.

в) Метионинрацемаза, метионинрацемаза, ЕС 5.1.1.2.

г) Ацетат: СоА-лигаза (образующая АМР), ацетил-СоА-синтетаза, ЕС 6.2.1.3.

д) АТР: креатин-N-фосфотрансфераза, креатинкиназа, ЕС 2.7.3.2.

3. а) L-лактат + NAD⁺ = пируват + NADН, лактатдегидрогеназа, ЕС 1.1.1.27.

б) АТР = 3' : 5' – циклический АМР + пирофосфат, аденилатциклаза, ЕС 4.6.1.1;

в)АТР + L-аланин +тРНК^ала = АМР + пирофосфат + L-аланил-тРНК^ала, аланил-тРНК-синтетаза, ЕС 6.1.1.7.

г) UDP-глюкоза + D-фруктозо-6-фосфат = UDP + сахарозо-6-фосфат, сахарозофосфатсинтаза, ЕС 2.4.1.14.

4. -Кетоизовалериат + формиат +  аланин + цистеин + NADPН + +Н⁺ + 4АТР + СТР  CоА + NADP⁺ + CDP + 2ADP + АМР + 4НРО₄^-2.

5. г.

6. д.
Глава 3. Биоэнергетические процессы. генерирование и хранение метаболической энергии
3.1. Общие
1.

1.1. Матрикс; межмембранное пространство.

1.2. Наружная.

1.3. Кристы.

1.4. Триацилглицеролы (триглицериды).

1.5. Гликоген.

1.6. Цикл лимонной кислоты.

1.7. Окислительное фосфорилирование.

1.8. Электрохимический протонный градиент.

1.9. Протон движущая.

1.10. АТР-синтетаза.

1.11. АТР-синтетаза.

1.12. Цитохромы.

1.13. Железосерный центр.

1.14. Хиноны.

1.15. Ферментные комплексы дыхательной цепи.

1.16. Комплекс NADH-дегидрогеназы.

1.17. Комплекс b-c₁.

1.18. Комплекс цитохромоксидазы.

1.19. Сопряженные окислительно-восстановительные пары.

1.20. Редокс-потенциал (окислительно-восстановительный потенциал).

2.

2.1. Неправильно. Клетки животных запасают "горючее" в форме жиров (содержащих жирные кислоты) и гликогена (построенного из глюкозы).

2.2. Правильно.

2.3. Неправильно. При транспорте электронов протоны выкачиваются из митохондриального матрикса в межмембранное пространство.

2.4. Правильно.

2.5. Правильно.

2.6. Неправильно. Легче протекают реакции с отрицательным значением ∆G, т. е. те, которые сопровождаются уменьшением свободной энергии.

2.7. Правильно.

2.8. Неправильно. АТР-синтетаза представляет собой ферментный комплекс с обратным действием. Направление его действия зависит от соотношения между величинами электрохимического протонного градиента и локального ∆G для гидролиза АТР.

2.9. Неправильно. Хотя в большинстве белков дыхательной цепи роль переносчиков электронов выполняют атомы железа, однако в одном белке в этом качестве выступает молекула флавина, а в двух белках – атомы меди.

2.10. Правильно.

2.11. Правильно.
3.2. Окисление углеводов
3.2.1. Гликолиз
1. 1-С.

2. Фруктозо-6-фосфат + 3ADP + 2р_i + 2NAD⁺  2 пируват + + 3АТР + 2NADH + 2Н⁺ + 2Н₂О;

1-С.
3. Если в клетках окисление глюкозы идет по гликолитическому пути, а затем через ЦТК, то метка должна появляться в молекулах СО₂ в обоих вариантах одновременно. Если идет через фосфоглюконатный путь, то метка будет появляться в СО₂ сначала только в опыте с 1-¹⁴С-глюкозой.

4. Д-глицеральдегид-3-фосфат + р_i + 2ADP  этанол + 2АТР + + СО₂ + Н₂О .

5. Глюкоза + 2р_i + 2ADP  2 этанол + 2АТР + 2 СО₂ + 2Н₂О.

6. в.

7. в.

8. Углерод метильной группы пирувата метится ¹⁴С.

9. Глицерин + NAD⁺ + P_i + ADP → Пируват + АТР + 2NADН + + Н⁺ + Н₂О.

Глицеринкиназа и глицерофосфат дегидрогеназа.
3.2.2. Альтернативный путь окисления глюкозо-6-фосфата
1. С-1 эритрозо-4-фосфата, С-2 фруктозо-6-фосфата, C-2 и C-4 седогептулозо-7-фосфата.

2. В клетках печени, в жировых клетках, везде, где требуется много NADPH для синтеза и рибозо-5-фосфата для синтеза нуклеотидов.

3. В окислительной стадии глюкозо-6-фосфат превращается в рибозо-5-фосфат с выделением СО₂. Если учесть, что из шести молекул глюкозо-6-фосфата образуется шесть молекул рибозо-5-фосфата, из которых может ресинтезироваться пять молекул глюкозо-6-фосфата, тогда в суммарном уравнении будут фигурировать 6 молекул СО₂, т. е. на бумаге это выглядит как окисление молекулы глюкозы. В действительности одна молекула глюкозо-6-фосфата не преобразуется в 6 молекул СО₂.
3.3. Цикл трикарбоновых кислот
1. а.

2. Нет, не будет происходить накопления оксалоацетата, так как два атома углерода теряются в цикле на двух стадиях декарбоксилирования.

3. а) Метка уходит с СО₂; б) и г) после одного оборота ЦТК метка появляется в С-1 и С-4 оксалоацетата; в) и д) после одного оборота ЦТК метка появляется в С-2 и С-3 оксалоацетата.

4. – 41 кДж/моль.

5. 0,90, 0,03 и 0,07.
3.4. Цепь переноса электронов
1. а) NADH + Н⁺ + 1/2 О₂ + 2ADP + 2р_i  NAD⁺+ 2АТР + 3Н₂О;

б) NADH + Н⁺ + 1/2 О₂ + 3ADP + 3 р_i  NAD⁺ + 3АТР + 4Н₂О.

2. Фосфорилирование на субстратном уровне – это синтез NTP, когда на NDP переносится “высокоэнергетическая” фосфорильная группа, ковалентно связанная с субстратом (например, глицеральдегид-3-фосфата). Разобщающие агенты (2,4 динитрофенол, салициланилиды, антибиотики) нарушают сопряженное фосфорилирование, не влияя на субстратное.

3. а) 15; б) 12; в) 19; г) 21; д) 15; е) 3; ж) 38; з) 36.

4. При окислении образуется 49 молекул АТР, при синтезе расходуется 58 молекул АТР.

5. Цианид приводит к летальному исходу в результате связывания его с ферриформой цитохрома (а + а₃), что вызывает подавление окислительного фосфорилирования. Нитрит превращает феррогемоглобин в ферригемоглобин, который также связывает цианид. Таким образом, ферригемоглобин конкурирует с цитохромом (а + а₃) за связывание с цианидом. Так как количество ферригемоглобина, которое образуется без нарушения транспорта кислорода, значительно превышает количество цитохрома (а + а₃), эта конкуренция обеспечивает лечебное действие.
3.5. Окисление жирных кислот
1. а) Миристиновая кислота + 7CоА + 6О₂ + 30ADP + 28р_i   7ацетилCоА + 29АТР + АМР + 35Н₂О;

б) миристиновая кислота + 20О₂ + 114ADP + 112р_i  14СО₂ + + 113АТР + АМР + 126Н₂О.

2. Пропионовая кислота + 3.5О₂ + 29ADP + 27р_i  3 СО₂ + 28АТР + АМР + 31Н₂О.

3. а) С-1 и С-4; б) С-1 и С-4; в) С-1.

4. а) н-Гептановая кислота + 9.5О₂ + 63ADP + 61р_i  7СО₂ + + 62АТР + АМР + 68 Н₂О;

б) Пальмитиновая кислота + 8CоА + 7О₂ + 35ADP + 33р_i   8ацетилCоА + 34АТР + АМР + 42Н₂О.

5. Пальмитиновая кислота + 11 NAD⁺ + 11FAD + 5АТР + 4GТР + + 27 Н₂О  2 глюкоза + 4СО₂ + 11 NADH + 11Н⁺ + 11FADH₂ + + 4ADP + АМР + 4GDP + 10р_i.

6. в.

7. Олеиновая кислота претерпевает три цикла расщепления, катализируемые теми же ферментами, что и окисление насыщенных жирных кислот. В третьем цикле образуется цис-³-еноилСоА. Под действием изомеразы цис-³-еноилСоА превращается в транс-²-еноилСоА, и далее реакции подобны реакциям окисления насыщенных жирных кислот. Расщепление линолевой кислоты представлено на рисунке.

При употреблении 1 моль линетола будет синтезироваться 127 моль АТР.

3.6. Катаболизм аминокислот.
1. а) Пируват; б) оксалоацетат; в) α-кетоглутарат; г) фенилпируват.

2. а) Оба азота

,
б) один карбоксил

,
в) концевые азоты гуанидиниевой группировки

,

г) концевой азот карбамоильной группировки

,

д) без метки, е) азот и любой из карбоксилов

.
3. Рисунок

4. г.

5. 1 – С; 2 – С; 3 – С карбоксильной группы (С-1); 4 и 5 – нет.

6. б.

7. а.
3.7. Глюконеогенез
1. 2Сукцинат + 2FAD + 2GТР + 2АТР + 6Н₂О  глюкоза + + 2FADH₂ + 2GDP + 2ADP + 4р_i + 2СО₂.

2. 2Пируват + 2NADH + 2Н⁺ + 4АТР + 2GТР + UТР + 6Н₂О   глюкоза + 2NAD⁺ + 2GDP + 4ADP + UDP + 7р_i; 8 высокоэнергетических фосфатных связей.

3. Нет. Свободная глюкоза образуется только в печени и почках.

4. Глюкагон, активируя синтез своего вторичного посредника сАМР, стимулирует глюконеогенез. сАМР, одновременно с этим, активирует киназу, которая фосфорилирует пируваткиназу, вызывая тем самым ее ингибирование. В мышце адреналин увеличивает образование вторичного посредника сАМР, который стимулирует гликолиз для выработки энергии, поэтому торможение пируваткиназы здесь было бы неуместным.

5. Синтеза глюкозы de novo не происходит; имеет место перераспределение метки. Если мечена метильная группа ацетилCоА, то меченными окажутся 1, 2, 5, 6 остатки глюкозы.
3.8. Фотосинтез
1. а) Строма.

б) Тилакоиды.

в) Крахмал.

г) Хлорофилл.

д) Фотосинтетический транспорт электронов (световые); фиксация углерода темновые).

е) Рибулозобисфосфат-карбоксилаза.

ж) Кальвина (фиксация углерода)

з) Циклическое фосфорилирование.

2. а) Правильно.

б) Правильно.

в) Неправильно. При возбуждении электрона в хлорофилле переносится его энергия, но не сам электрон, от одной молекулы хлрофилла к другой с помощью резонансного механизма.

г) Неправильно. Перенос каждого электрона от Н₂О к NADP⁺ требует затраты энергии двух фотонов, по одному для каждой фотосистемы. Следовательно, восстановление NADP⁺ до NADPН, для которого нужно два электрона, требует четырех фотонов.

д) Неправильно. При циклическом фотофосфорилировании образуется только АТР (а не NADPН), и равновесие между циклическим и нециклическим фосфорилированием зависит от потребности не в АТР, а в NADPН.

е) Неправильно. Непосредственно световая энергия необходима для образования О₂, тогда как для фиксации СО₂ световая энергия требуется лишь опосредованно.

ж) Правильно.

з) Правильно.

3. Это является выражением ключевого аспекта фотосинтеза – вода расщепляется светом и кислород при фотосинтезе образуется из воды.

4. Концентрация 3-фосфоглицерата повысится, а концентрация рибулозо-1,5-бисфосфата снизится.

5. Альдолаза участвует в цикле Кальвина, тогда как в пентозофосфатном пути – трансальдолаза.

6. а) С-1; б) С-3, С-4, С-5; в) С-1; г) С-1.

7. В эритрозо-4-фосфате метки нет; во фруктозо-6-фосфате мечены С-1 и С-3.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Похожие:

	Учебно-методический комплекс «Биохимия» 3 курс, V семестр 020201. 65 «Биология (специалист)» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов III курса факультета естественных наук, направление подготовки 020201. 65...		Учебно-методический комплекс «Биохимия» 3 курс, V семестр 06. 03.... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов III курса факультета естественных наук, направление подготовки 06. 03. 01...
	Учебно-методический комплекс «Биохимия» 3 курс, V семестр 020201. 65 «Биология (специалист)» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов III курса факультета естественных наук, направление подготовки 020201. 65...		Учебно-методический комплекс немецкий язык направление 080100 экономика Учебно-методический комплекс предназначен для студентов, обучающихся по направлению Экономика и составлен согласно требованиям Федерального...
	Учебно-методический комплекс по мдк 01. 01. Основы управления ассортиментом... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов 2-го курса специальности 100801 «Товароведение и экспертиза качества потребительских...		Учебно-методический комплекс для студентов специальности 080100. 62 Данный учебно-методический комплекс предназначен для оказания помощи студентам в более эффективном освоении программы учебного курса...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Маркетинг» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Маркетинг» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...
	А. И. Низамова управление персоналом Учебно-методический комплекс предназначен для студентов Башкирской академии государственной службы и управления при изучении ими...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Языки и среды реализации web -приложений» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...
	Модульная программа лекционного курса, семинаров, практикума и самостоятельной... Учебно-методический комплекс предназначен для аспирантов Института неорганической химии им. А. В. Николаева Сибирского отделения...		Кафедра журналистики учебно-методический комплекс по курсу "организация работы пресс-службы" ...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Гештальт-психология» Учебно-методический комплекс предназначен для бакалавров очной формы обучения, содержит учебно-тематический план, учебную программу,...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы стилистики и риторики»... Направление — 031000. 62, направление подготовки – «Филология» Форма подготовки: Очная
	Учебно-методический комплекс дисциплины основы психодиагностики направление... Учебно-методический комплекс составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального...		Учебно-методический комплекс по дисциплине опд. В. 01 Современные... Настоящий учебно-методический комплекс разработан для курса по выбору «стфо: профильное обучение литературе», который изучается студентами...

Руководство, инструкция по применению