Biokemi

Front 1

Allerede i mundhulen påbegyndes den enzymkatalyserede nedbrydning af kostens indholdaf stivelse og glycogen. Hvad hedder det enzym, der katalyserer denne nedbrydning? Nårføden kommer ned i ventriklen, standser nedbrydningen af stivelse og glycogenimidlertid. Forklar kort hvorfor.

Back 1

Enzymet kaldes α-amylase. Nedbrydningen af stivelse og glycogen standser i ventriklen fordiamylasen inaktiveres pga. syredenaturering forårsaget af det lave pH.

Front 2

I tyndtarmen genoptages den enzymkatalyserede nedbrydning af stivelse og glycogen.Hvad hedder det pågældende enzym, hvor syntetiseres det, og hvorfor kan det virke ityndtarmens miljø?

Back 2

Dette enzym hedder også α-amylase. Det bliver syntetiseret i pancreas og kan virke ityndtarmens miljø fordi dette er neutralt eller let basisk. Syren i ventrikkelindholdet er nemligblevet neutraliseret af galden og – især – sekret fra pancreas som indeholder megetbicarbonat.

Front 3

Det i tarmen frigjorte glucose skal optages i tarmcellerne (mucosacellerne). Beskriv kortdenne membrantransport.

Back 3

Glucose transporteres ind i mucosacellerne ved hjælp af en aktiv, Na - koblet symporttransport.

Front 4

Beskriv kort omdannelsen af 2 mol glycerol til 1 mol glucose. Angiv endvidere ATPregnskabet for omdannelsen.

Back 4

2 glycerol + 2 ATP → 2 glycerol-3-fosfat + 2 ADP

2 glycerol-3-fosfat + 2 NAD → 2 di-OH-acetonefosfat + 2 NADH

2 di-OH-acetonefosfat → di-OH-acetonefosfat + glyceraldehyd-3-fosfat

di-OH-acetonefosfat + glyceraldehyd-3-fosfat → fruktose-1,6-difosfat →fruktose-6-fosfat → glucose-6-fosfat → glucose

ATP regnskab: - 2mol ATP + 5 mol ATP (fra 2 NADH) = 3 mol ATP

Front 5

Angiv komplette reaktionsligninger for 5, af hvert sit enzym katalyserede, processer,der kan forløbe i den humane organisme med pyruvat som reaktant (substrat ellerprodukt). Formler og enzymnavne er ikke nødvendige.

Back 5

5 af flg.:

Fosfoenolpyruvat + ADP ↔ Pyruvat + ATP

Pyruvat + NADH ↔ Laktat + NAD+

Pyruvat + CoA-SH + NAD+ ↔ Acetyl-CoA + CO2 + NADH

Pyruvat + CO2+ ATP ↔ Oxaloacetat + ADP + PiPyruvat + Glutamat ↔ α-ketoglutarat + AlaninMalat + NADP+ ↔ Pyruvat + CO2 + NADPH

Front 6

Nævn 5 modulatorer, som påvirker aktiviteten af pyruvatdehydrogenase (PDH). Forhver af modulatorene angives om de øger eller nedsætter PDH`s aktivitet.

Back 6

Acetyl-CoA, NADH, og ATP nedsætter aktiviteten.Pyruvat, CoA-SH, NAD+ og Ca2+ øger aktiviteten.

Front 7

Angiv komplette reaktionsligninger (med navne, formler er ikke nødvendige) for 4enzymkatalyserede, processer, der kan forløbe i den humane organisme med acetyl-CoA som reaktant (substrat eller produkt).

Back 7

F.eks. følgende:

Pyruvat + NAD+ + CoA-SH acetyl-CoA + NADH + CO2

acetyl-CoA + oxaloacetat + H2O citrate + CoA-SHcitrate + ATP + CoA-SH + H2O

acetyl-CoA + oxaloacetat + ADP + Piacetyl-CoA + ATP + HCO3- malonyl-CoA + ADP + Pi + H+

acetoacetyl-CoA + CoA-SH 2 acetyl-CoA

acetoacetyl-CoA + acetyl-CoA CoA-SH + 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA

3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA acetyl-CoA + acetoacetat

Front 8

Umiddelbart efter et typisk måltid vil flere af de i a) nævnte reaktioner være påvirket ileveren. Nævn 3 eksempler herpå. For irreversible reaktioner angives det omreaktionerne forløber hurtigere eller langsommere, og for reversible reaktioner angivesdet til hvilken side reaktionerne er forskudte.

Back 8

3 af følgende:Umiddelbart efter et typisk malted vil man forvente, at der er overskud af bl.a. kulhydrater,som vil omsættes til fedtsyrer (og dermed triglycerider). Man vil derfor forvente, at de 4første reaktioner forløber hurtigere. De to sidste reaktioner, som fører mod dannelse afketonstoffer, vil forløbe langsommere.

Front 9

Nævn 3 modulatorer, som påvirker aktiviteten af pyruvatdehydrogenase. Angivendvidere, for hver af de nævnte modulatorer, om de øger eller nedsætter enzymetsaktivitet.

Back 9

3 af følgende:

Acetyl-CoA, NADH og ATP nedsætter aktiviteten.Pyruvat, CoA-SH, NAD+ og Ca2+ øger aktiviteten.

Front 10

Redegør for funktionen af carnitin-shutlen.

Back 10

funktionen af carnitin-shutlen er, at transportere acyl-grupper af fedt-acyl CoA overden indre mitochondrie membran uden CoA. Acyl-grupperne doneres i matrix tilCoA-SH hvorved fedt-acyl CoA gendannes.

Front 11

Redegør for funktionen af glycerol-fosfat shutlen og malate-aspartat shutlen. Herunderønskes angivet betydingen for mængden af ATP, der kan syntetiseres som følge afoxidation af cytosolært dannet NADH.

Back 11

Funktionen af glycerol-fosfat shutlen er en kobling af oxidation af cytosolært dannetNADH og reduktionen af FAD i mitochondriemembranen. Herved ledes elektroner fracytosolære oxidationsreaktioner ind i respirationskæden. Gennem denne shutle dannes1,5 mol ATP pr. mol NADH dannet i cytosolen. Analogt hertil er funktionen afmalate-aspartat shutlen, at koble oxidation af cytosolært dannet NADH og reduktionenaf NAD+ i matrix. Gennem denne shutle dannes 2,5 mol ATP pr. mol NADH dannet icytosolen.

Front 12

Redegør for hvordan ATP syntetiseret i mitochondriet bliver transporteret ud afmatrix.

Back 12

ATP er negativt ladet og kan derfor ikke difundere passivt ud af mitochondriet. ATP-ADP translocase udveklser et ATP fra matrix med et ADP fra cytosolen.

Front 13

Hvor mange mol ATP (ud fra ADP) dannes der netto ved den fuldstændigeforbrænding af 1 mol acetoacetat til CO2 og H2O? Svaret skal begrundes.

Back 13

acetoacetat + succinyl-CoA --> acetoacetyl-CoA + succirat -1 mol ATP(fordi citratcyklus mister 1 mol GTP)

Front 14

acetoacetyl-CoA + CoA-SH --> 2 acetyl-CoA

Back 14

De to mol acetyl-grupper overføres til citratcyklus og giver hver 10 mol ATP

Front 15

Et af hovedformålene med citratcyclus er – sammen med respirationskædenog ATP-syntasen – at danne ATP (ud fra ADP). Nævn 3 metabolitter, derpåvirker den hastighed, hvormed citratcyclus opererer, og angiv, om de haren fremmende eller en hæmmende virkning. Angiv endvidere, hvilket enzymi citratcyclus de nævnte metabolitter indvirker på.

Back 15

For eksempel 3 af følgende:

-NADH2 hæmmer isocitrat dehydrogenase, alfa-ketoclutarat dehydrogenase og malat dehydrogenase. NAD har den modsatte effekt.

-ATP hæmmer citratcyklus ved at hæmme ATP-syntasen. ADP fremmer.

-ATP hæmmer citratsyntasen

-ATP hæmmer isocitrat dehydrogenasen. ADP fremmer.

-NADH2 og succinyl-CoA hæmmer alfa-ketoglutarat dehydrogenasen.

Front 16

Et andet hovedformål med citratcyclus er at bidrage med en eller flerereaktioner til forskellige reaktionsveje eller reaktionssystemer. Nævn 3eksempler herpå. Eksemplerne skal både omfatte den eller de reaktionercitratcyclus bidrager med og navnet på den reaktionsvej eller detreaktionssystem, som den eller de bidrager til. Formler er ikke nødvendige.

Back 16

For eksempel 3 af følgende:

1) acetyl-CoA + oxaloacetat --> citrat(som transporteres ud af mitochondrierne). Fedtsyresyntese ud fra overskuds-acetyl-CoA

2) malat + NAD --> oxaloacetat + NADH2

Et led I malt-aspartat shuttle'en

3) Ketosyrer (kulstofskeletter) fra aminosyrer kan blive til, eller er, intermediater i citratcyklus: alfa-ketoglutarat, succinyl-CoA, fumarat eller oxaloacetat. Disse kan omdannes til malat, som kan forlade mitochondrierne og omdannes til glucose via glukoneogenesen.

4) Fumarat --> malat --> oxaloacetat

Nødvendig for at carbamidcyklus (urinstof-cyklus) kan fungere. Oxaloacetat omdannes nemlig til aspartat.

Front 17

Muskelceller kan også katabolisere aminosyrers kulstofskelet med henblikpå ATP-produktion. Forklar, hvorledes muskelcellerne skiller sig af med detoverskud af aminogrupper, som herved opstår.

Back 17

(1) Nogle aminosyrer bliver transamineret til alanin. Alanin afgives til blodbanen.

(2) Nogle aminogrupper bliver transamineret til alfa-ketoglutarat, som derved bliver til glutamat. De resterende aminogrupper bliver til frie NH4+ -ioner inde i muskelcellerne. Disse reagerer med glutamat, der bliver til glutamin, som afgives til blodbanen.

Front 18

I muskelceller kan der også ske ATP-produktion ud fra andre kemiskeforbindelser end kulhydrater og aminosyrer. Nævn to – principieltforskellige – eksempler herpå.

Back 18

2 af følgende eksempler:

Fedtsyrer, ketonstoffer, ADP

Front 19

Muskelceller har et specielt iltdepot. Hvad hedder det iltbindende protein?Beskriv kort dets struktur, og skitser dets iltbindingskurve. Hvorledes er detsiltbindingsaffinitet ved lave ilttryk sammenlignet med hæmoglobins?

Back 19

Proteinet hedder myoglobin. Det er et forholdsvis lille globulært, vandopløseligt protein, som består af en enkelt polypeptidkæde, hvortil der er bundet én hæmgruppe. Iltbindingskurven er en hyperbolisk kurve(se billede). Ved lave ilttryk er det iltbindingsaffinitet større end hæmoglobins.

Front 20

Triglyceriders metabolisme i fedtceller er underkastet hormonel kontrol. Nævn 3hormoner, som kan påvirke denne metabolisme, og beskriv kort virkningsmekanismen foret af de valgte hormoner.

Back 20

Metabolismen kan påvirkes af insulin, glucagon og adrenalin.

Vedrørende den generelle virkningsmekanisme for et af hormonerne: Et af følgende eksempler:

Insulin binder til en receptor i modtagercellens cellemembran. Receptoren er en dimer, og ved insulinbinding bliver dens cytosylære dele autofosforyleret. Fosforyleringen bevirker, at et adaptorprotein(IRS) associeres og fosforyleres. Dette bevirker igen, at P1-3 kinase binder til systemet og aktiveres. Den aktiverede kinase øger nu aktiviteten i forskellige kontrollerede reaktionsveje. Ras-reaktionsvejen bevirker øget transkription af specifikke gener. Kinasen kan også fosforylere PIP2 til PIP3, som er en second messenger. PIP3 aktiverer protein kinase 3, som aktiverer flere reaktionsveje - både i cytosol og i cellekernen. En af dem i cytosol resulterer i aktivering af glykogen syntase.

Glucagon og Adrenalin fungerer på principielt samme måde. Hormonet binder til en receptor i modtagercellens cellemembran. Bindingen bevirker konformationsændringer i receptoren. Disse forplanter sig et G-protein, der er associeret til receptorens cytosylære dele. G-proteinet bliver aktiveret herved: GDP bundet til proteinets alfa-subunit skiftes ud med GTP og alfa-subunit diffunderer hen til adenylat cyklasen. Denne bliver nu aktiveret og katalyserer dannelsen af second messenger'en cAMP. cAMP aktiverer protein kinase A og starter dermed en kaskadeeffekt, der bevirker fosforylering af forskellige enzymer. Protein kinase A kan også gå ind i cellekernen og bevirke øget transkription af specifikke gener.

Front 21

Hvor mange mol ATP kan der netto dannes (ud fra ADP), når 1 mol palmitinsyre oxideresfuldstændigt til CO2 og H2O. Svaret skal begrundes.

Back 21

Palmitinsyre + CoA-SH + ATP --> palmityl-CoA + AMP + 2Pi

AMP + ATP --> 2ADP

Det koster altså 2 mol ATP (ud fra 2 mol ADP) at aktivere syren.

Palmityl-CoA skal oxideres 7 gange for at blive nedbrudt til 8 mol acetyl-CoA. Hver oxidation giver 1 mol FADH2 og 1 mol NADH2. Hver af disse resulterer i dannelse af henholdsvis 1,5 mol og 2,5 mol ATP, når de afgiver brintatomerne til respirationskæden. Der dannes altså 7·(1,5+2,5)=28 mol ATP.

De 8 mol acetyl-CoA giver hver 10 mol ATP, når acetylgruppen overføres til citronsyrecyklus med henblik på fuldstændig oxidation til CO2 og H2O. På denne måde dannes der i alt yderligere 80 mol ATP.

Totalregnskab: -2 mol ATP + 28 mol ATP + 80 mol ATP = 106 mol ATP

Front 22

Opskriv de komplette reaktionsligninger for syntese af et triglycerid ud fra glycerol ogfedtsyrer. Formler er ikke nødvendige.

Back 22

Først: glycerol + ATP --> glycerol-fosfat + ADP

3 fedtsyrer + 3 CoA-SH + 3 ATP --> 3 acyl-CoA + 3 AMP + 6 Pi

Så: glycerol-fosfat + 2 acyl-CoA --> fosfatidat + 2 CoA-SH

fosfatidat + H2O --> diacylglycerol + Pi

diacylglycerol + acyl-CoA --> triglycerid + CoA-SH