HH (2007)

Otro Portugués
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Bioquímica - 5º curso
Asignatura HH
Año del apunte 2007
Páginas 16
Fecha de subida 19/10/2014
Descargas 35

Vista previa del texto

EXAMEN DE QUÍMICA I ENGINYERIA DE PROTEÏNES Llicenciatura de Biotecnologia Primera convocatòria 2005/2006. 13 de febrer de 2006 Cognoms i nom: Seminari: Part A: Preguntes de resposta múltiple. Les preguntes són multiresposta, amb una, dues o tres respostes correctes. La modalitat de correcció és la de multiresposta parcial, segons la qual es té en compte les puntuacions de les diferents parts de la multiresposta. Les respostes fallades tenen una penalització, però les no contestades no en tenen. Al final d’aquesta part de l’examen trobareu una explicació del mètode de correcció.
La puntuació màxima d’aquesta part serà equivalent a 50 punts 1.
Digues quines frases sobre els aminoàcids són correctes* a b c d 2.
A les matrius de substitució evolutiva d’aminàcids s’observa que: a b c d 3.
La Gly és substituïda més freqüentment per Trp que per Asp perquè la Gly no té una cadena lateral ionitzable Val i Ile es substitueixen amb major freqüència que Val i Ser La freqüència de substitució entre Lys i Arg és baixa Glu només és substituït per residus carregats negativament a pH neutre Sobre l’estructura covalent de les proteïnes podem dir: a b c d 4.
Totes les cadenes laterals hidrofíliques estan carregades a pH neutre Hi ha dos aminoàcids que contenen més d’un carboni quiral Les proteïnes només contenen els 20 aminoàcids proteïnogènics La ionització de les cadenes laterals està influïda per l’entorn proteic La cadena polipeptídica pot adoptar diferentes conformacions gràcies a la rotació al voltant de l’enllaç peptídic Dos de cada tres enllaços covalents de la cadena principal poden rotar Qualsevol seqüència pot plegar-se en una estructura estable donada la rigidesa de la cadena principal És possible seqüenciar totalment una proteïna amb un sol aparell d’espectrometria de masses Pel que fa referència als pèptids naturals* a b c d Són molècules sense estructura 3D definida, en tenir només estructura primària N’hi ha d’estructura cíclica No n’hi ha que continguin D-aminoàcids Molts d’ells actuen com hormones o neurotransmissors 1 5.- A la síntesi de pèptids al laboratori* a b c d 6.- L’heptapèptid de la Figura* a b c d 7.- Té l’extrem amino terminal a baix Està estirat en conformació β Pot formar una hèlix amfipàtica Té càrrega negativa a pH neutre Pel que fa a les forces estabilitzadores de la conformació de les proteïnes* a b c d 8.- es parteix sempre del coneixement de la seqüència exacta que es vol obtenir els mètodes combinatoris tenen l’avantatge de proporcionar grans quantitats de pèptids de la seqüència predissenyada el creixement de la cadena és produeix des del’extrem C-terminal al N-terminal es pot efectuar el control de qualitat posterior mitjançant seqüenciació en un aparell MS-MS (espectrometria de masses – espectrometria de masses) Només les de caràcter electrostàtic entre càrregues netes són afectades pel medi aquós Malgrat que tenen caràcter additiu i cooperatiu, les proteïnes són només marginalment estables degut a raons entròpiques Les més febles (les de tipus hidrofòbic) fan una molt important contribució a l’estabilitat global Dos grups polars a la superfície tendiran a formar enllaç d’hidrogen entre ells abans que amb l’aigua del medi Sobre les estructures secundàries de proteïnes* a b c d De les diverses estructures helicoidals, la més estable és aquella en la que es formen enllaços d’hidrogen entre els residus a les posicions (i ) i (i+4) Una fulla β pot contenir cadenes paral·leles i antiparal·leles Les fulles β es formen mitjançant enllaços d’hidrogen entre les cadenes laterals de les cadenes polipeptídiques adjacents Encara que els mapes de Ramachandran prediuen l’existència d’hèlices α levògires, aquestes no han estat observades a proteïnes 2 9.
La seqüència Met-Pro-Gly-Phe a b c d 10.
Pot formar un gir β estabilitzat per enllaç d’hidrogen entre el grup carbonil de Met i el grup amino de Phe És bona formadora d’hèlix α Pot establir totes les interaccions covalents necessàries amb una altra seqüència per formar una estructura β, però la Pro la desestabilizaria No pot formar estructura regular ni estable en contenir Gly Correlaciona les dues columnes: 1 Barril β 2 Caràcter dipolar 3 Clau grega 4 Heptad repeat (repetició cada 7) 5 Només β paral·lela o mixta a b c d 11.- Motiu estructural Domini estructural Cremallera de leucina Dominis α/β Hèlix α 1B, 2D, 3E, 4A, 5C, 1B, 2E, 3A, 4C, 5D 1A, 2E, 3B, 4C, 5D 1D, 2C, 3A, 4B, 5E Escull les afirmacions correctes:* a b c d 12.
A B C D E Un proteïna formada per un sol polipèptid pot contenir més d’un domini Totes les proteïnes globulars tenen més d’un domini Proteïnes diferents estructuralment i funcionalment no poden tenir dominis idèntics Un domini pot estar format per una seqüència polipeptídica discontínua Hi ha moltes seqüències d’aminoàcids que poden donar lloc al mateix motiu estructural Els dominis α + β solen contenir fulles β paral·leles S’estima que el nombre de possibles tipus de plegament de proteïnes és limitat Un motiu estructural està format per elements d’estructura secundària no consecutius En un barril α/β, les hèlices estan envoltades per la fulla β a b c d 13.
Cert-cert-cert-fals-cert Fals-fals-cert-cert-fals Cert-fals-cert-fals-fals Fals-fals-cert-fals-fals Relatiu al seu valor en dissolució aquosa, el pKa de cadena lateral d’un residu d’àcid aspàrtic e f g h Augmentarà a la vora d’una His de centre actiu capaç de protonar-se Disminuirà a la vora d’un residu Glu Augmentarà si es troba envoltat de residus apolars Augmentarà a la vora d’un residu Lys 3 14.
Quina és la frase INCORRECTA? a b c d 15.
Les proteïnes poden travessar la membrana formant hèlices o estructures en barril β, entre altres L’evolució de les serina-proteases ha mantingut els trets catalítics fonamentals i ha diversificat les butxaques d’especificitat de substrats Tots els motius d’unió a DNA d’eucariotes contenen àtoms metàlics, principalment Zn Certes proteïnes formen fibres mitjançant acumulació de dominis globulars Quant a la relació estructura-funció a proteïnes* a 16.- Els centres actius dels enzims estan formats sempre per residus que pertanyen al nucli de plegament amb estructura secundària conservada b És possible que l’estructura local relacionada amb una funció es formi només quan la proteïna s’uneixi al lligand sobre el que efectúa la funció c Estructures 3D diferents poden contenir idèntics motius estructurals d’unió a lligands d Els motius estructurals funcionals tenen plegaments autònoms En relació amb la formació d’estructures quaternàries* a 17.
El protòmer d’un complex proteic simètric pot ser un monòmer o un oligòmer assimètric b Pot haver-hi elements d’estructura secundària formant la interfase entre dues subunitats c La interfase entre dues subunitats exclou sempre les molècules d’aigua d Les subunitats es mantenen unides per nombrosos enllaços covalents Suposa que necessites obtenir dades estructurals d’una proteïna de massa molecular 30.000 que no cristal·litza: a b c d 18.
Pel que fa la ressonància magnètica nuclear, és FALS que: a b c d 19.
L’espectroscòpia de fluorescència només et dóna informació sobre els residus polars de l’exterior i la descartes Saps que amb les tècniques de discroïsme circular i IR podràs, al menys, delimitar on són les zones d’estructura secundària a la seqüència Si la proteïna és soluble i obtens espectres multidimensionals de RMN podras deduir l’estructura 3D Desisteixes, no hi ha cap manera de resoldre l’estructura de proteïnes tan grans que no sigui per difracció de raigs X No cal conèixer la seqüència de la proteïna per a resoldre la seva estructura tridimensional.
Es una tècnica que utilitza radiació de molt baixa energia Els espectres de tipus NOESY proporcionen informació inter-residual.
L’estructura de la proteïna es calcula a partir de una llista de distàncies interatòmiques.
Vols determinar si una proteïna canvia d’estructura en unir-se a un substrat:* a Obtens espectres d’absorbància a l’UV perquè l’absorbància és proporcional a la concentració i al grau d’estructuració 4 b c d 20.
Una afirmació sobre el plegament de proteïnes és correcte: a b c d 21.
c d b c d La mutagènesi dirigida de residus de la proteïna i la comparació d’energies lliures de plegament de les formes mutant i salvatge L’ús d’agents desnaturalitzants en els mètodes d’anàlisi termodinàmica L’ús de difracció de raigs X en els mètodes de cinètica ràpida La dinàmica molecular com mètode predictiu Una de les següents modificacions post-traducció de proteïnes NO és correcta: a b c d 24.
El camí de plegament és únic El concepte de “glòbul fos” fa referència a un conjunt de conformacions menys compactes que la nativa És possible conèixer l’estructura de l’estat de transició de la reacció de plegament, encara que no és possible aïllar-lo Hi ha proteïnes que es pleguen sense l’ajut de xaperones moleculars Entre els mètodes d’estudi del procés de plegament de proteïnes NO s’hi inclou: a 23.
El descens en entropia conformacional d’un polipèptid és baix perquè el nombre de conformacions possibles és reduït El colapse hidrofòbic té lloc una vegada s’ha format l’estructura secundària regular No és possible aïllar intermediaris del plegament de les proteïnes La conformació nativa pot ser la de mínima energia lliure Sobre el plegament de proteïnes és cert que:* a b 22.
Obtens espectres de IR amb la proteïna sola i la proteïna unida a substrat i compares les diferències entre les estructures 3D obtingudes Compares espectres bidimensionals de RMN de les dues formes de la proteïna; una diferència en el nombre i/o desplaçament químic dels pics creuats de tipus interresidual t’indicarà un canvi de conformació L’ús de l’espectroscòpia de dicroïsme circular et permetrà estimar si hi ha canvis en la proporció dels diferents tipus d’estructura secundària Les seqüències senyal de proteïnes que han de translocar-se són generalment, però no només, a l’extrem N-terminal La majoria de proteïnes citosòliques estan glicosilades.
La ubiquitinació és un procés de marcatge de les proteïnes que les destina a la degradació Les lectines són proteïnes.que s’uneixen a glúcids amb gran afinitat i especificitat La modificació post-traducció per proteòlisi limitada a b c d És un fenomen reversible per la facilitat amb què es pot reformar l’enllaç peptídic trencat És un procés que sofreix la majoria d’enzims citosòlics, els quals són sintetitzats en forma de precursors inactius Afecta principalment aquelles proteïnes l’activitat de les quals ha d’estar molt ben controlada tant en el temps de la seva aparició com en el lloc on s’expressa.
Sempre implica, a més de la hidròlisi d’enllaços peptídics, una reestructuració conformacional de la proteïna resultant per tal que aquesta sigui activa.
5 25.
De l’estudi de les relacions evolutives entre proteïnes es pot deduir que:* a b c d 26.
Dues proteïnes amb relació d’ortologia poden ser més semblants que dues relacionades per paralogia.
La cerca d’homòlegs d’una seqüència és molt més efectiva si es treballa amb alineaments múltiples.
L’alineament de seqüències no millora si es tenen en compte altres consideracions addicionals a la seqüència pròpiament dita Les mutacions acumulades al llarg de l’evolució són majoritàriament degudes a errors a la replicació del DNA De l’aplicació dels mètodes d’alineament seqüencial i predicció conformacional s’en desprèn que: a b c d Els alineaments permeten predir la identitat d’una proteïna, però mai la funció Les mutacions a l’interior del nucli hidrofòbic de les proteïnes són les més freqüents.
Un modelat de proteïnes per homologia té l’escull més important en la definició de l’estructura dels llaços no regulars i es pot millorar mitjançant dinàmica molecular Podem modelar amb confiança la seqüència d’una proteïna sobre una altra d’estructura 3D coneguda si la homologia seqüencial és, al menys, del 20% 6 27.
Respecte a la proteòmica és cert que: a b c d 28.
Respecte a les tècniques i aplicacions de la proteòmica és FALS que: a b c d 29.
El “ICAT” requereix el marcatge previ dels proteomes amb isòtops.
Els xips de proteïnes són molt útils per a l’anàlisi d’interaccions proteïna-proteïna.
El sistema del doble híbrid és molt útil per a l’aïllament de complexes multiproteics.
És possible analitzar interaccions entre proteïnes mitjançant la reconstitució d’una proteïna fluorescent.
Pel que fa a l’expressió heteròloga en bacteris:* a b c d 30.
Entre individus d’una mateixa espècie, les diferències entre genomes són menors que les diferències entre proteomes.
El vocable “monlighting” fa referència al fet que dues proteïnes d’estructura diferent poden tenir la mateixa funció.
El proteoma de totes les cèl·lules d’un mateix organisme és comú.
Al proteoma de procariotes dominen les classes funcionals proteiques lligades a defensa i immunitat La deposició de proteïnes al citoplasma en forma de cossos d’inclusió no permet la seva posterior recuperació L’ús de plasmidis d’alt nombre de còpies (“high copy”) és l’opció més recomenable en tots els casos La sobreexpressió de xaperones pot afavorir el plegamen t de proteïnes heteròlogues però també suposar una càrrega metabòlica per a la cèl·lula.
La disponibilitat d’O2 està relacionada amb el grau de proteòlisi intracel·lular.
Les dues columnes contenen expressions relatives a la producció heteròloga de proteïnes. Relaciona-les.
1 2 3 Ponts disulfur Proteòlisi Baixa disponibilitat de oxigen 4 Síntesi química del DNA 5 Glicosilació 6 N-terminal no optimitzat 7 Excés de copies del plàsmid a b c d 31.
a Optimització d’us de codó b Excés de càrrega metabòlica c Descens a la velocitat de creixement i pèrdua del plàsmid d Coexpressió de Proteïna-disulfur isomerasa e Ús de soques deficients en proteases f Reducció de la vida mitja de la proteïna g Expressió en cèl·lules eucariotes 1d 2e 3g 4b 5a 6d 7c 1d 2g 3c 4b 5a 6f 7d 1d 2e 3b 4a 5g 6f 7c 1f 2g 3c 4g 5b 6d 7a Pel que fa a l’expressió heteròloga en cèl·lules eucariotes és INCORRECTE dir que: a b c Els vectors d’expressió en llevat es poden manipular també en E. coli.
Són els sistemes ideals per a l’expressió de proteïnes petites sense enllaços disulfur.
L’expressió en Pichia Pastoris requereix la inserció del gen heteròleg al cromosoma del llevat.
7 d 32.
Es vol augmentar l’estabilitat d’una proteïna mitjançant el redisseny d’una de les seves hèlix alfa, que va des de la posició 85 a la 99. Quin d’aquests canvis és preferible? a b c d 33.
Es pot emprar el sistema de baculovirus per generar larves d’insecte que produeixin alts nivells de proteïna recombinant.
Glu87→Arg Gly88→Pro Lys84→Glu Arg98→Asp Les frases següents fan referència a alguns aspectes del redisseny de proteïnes.
Marca les afirmacions correctes.* a L’estabilització d’un proteïna mitjançant la introducció de nous enllaços disulfur és més gran quant major sigui la distància seqüencial entre les cisteïnes.
b A l’hora d’estabilitzar una proteïna, el mètode que dóna més garanties és el de modificar el nucli hidrofòbic amb la intenció d’omplir els buits interns c Només és possible introduir mutacions a l’atzar mitjançant l’ús de DNA polimerases.amb tendència a l’error d Una seqüència.que es plega en, per exemple, estructura en hèlix α, pot adoptar una conformació diferent si es situa en un entorn diferent de l’estructura terciària ___________________________________________________________________________ Part A-bis: Preguntes de resposta múltiple. A respondre NOMÉS per part de les persones que no han participat als seminaris voluntaris fets durant el curs.
34.
Tria la o les frases correctes a b c d 35.
Tria la o les frases correctes a b c d 36.
Els canals de potasi no permeten el pas de sodi perquè aquest és més gran que el potasi Les xaperones moleculars actuen en altres processos a més del plegament de proteïnes que emergeixen del ribosoma Les caspases són enzims lisosomals que intervenen en el procés apoptòtic, amb activitat aspàrtic-proteasa La farmacogenòmica es pot definir com l’adaptació dels fàrmacs i tractaments farmacològics a les característiques del genomes individuals Les ankirines són proteïnes de repetició i en el disseny de noves proteïnes a partird’elles s’utilitza la tècnica de “ribosome display” S’ha dissenyat minixaperonines capaces de plegar proteïnes sense consum d’ATP Al fenòmen de la fototransducció visual, a diferència del cas de la bacteriorodopsina, no té lloc cap fenomen d’isomerització del retinal En els processos proteolítics subjacents a l’invasió tumoral s’observen activacions de zimògens en cascada Tria la o les frases correctes 8 a b c d La proteasa del virus de la SIDA trenca només les proteïnes de l’hoste Una de les dificultats en trobar bons inhibidors de la proteasa del virus de la SIDA vé del fet de que s’ha observat que té polimorfismes que afecten el 45% dels residus.
La malaltía d’Alzheimer i les malaltíes priòniques són completament diferents quant al fenòmen molecular subjacent A la formació d’agregats amiloides, la proteïna implicada sofreix una transformació que condueix a l’adopció d’un grau major d’estructura β.
___________________________________________________________________________ Correcció dels exàmens de multiresposta parcial L’examen s’avalua en base a la puntuació de les diferents parts de la multiresposta, de manera que una pregunta parcialment contestada obté una porció de la puntuació total de la pregunta. La penalització per respostes incorrectes també és variable, de manera que: Si N = nombre d’opcions (en aquest cas 4) M = nombre d’opcions vàlides (en aquest cas, 1, 2 , o 3), La puntuació per resposta encertada és 1/M La penalització per resposta fallada és 1/(N-M) Exemple: Tenim 4 opcions possibles i tres respostes correctes com a màxim Pregunta Resposta correcta 1 a 2 a, c 3 a, b 4 a, d 5 a, b, c 6 a, c ,d Resposta donada a, b a, c a, b, c b, d a, c a, b, d Valor encert (1/1) = 1 (1/2) = 0,5 (1/2) = 0,5 (1/2) = 0,5 (1/3) = 0,33 (1/3) = 0,33 Valor error 1/(4-1) = -0,33 1/(4-2) = -0,5 1/(4-2) = -0,5 1/(4-2) = -0,5 1/(4-3) = -1 1/(4-3) = -1 Encerts Errors 1 2 2 1 2 2 1 0 1 1 0 1 Puntuació 0,66 1 0,5 0 0,66 -0,33 ___________________________________________________________________________ 9 Part B: Preguntes curtes. Cal respondre (com a màxim) dins l’espai indicat.
La puntuació total d’aquesta part és de 35 punts 1.
Una proteïna d’interès s’expressa específicament en una condició d’assaig interessant i la vols caracteritzar, començant per la seva seqüència. Què podries fer si disposéssis, a banda de reactius i enzims comuns a un laboratori de química de proteïnes de (A) només un seqüenciador automàtic i un cromatògraf líquid (HPLC) i (B) un aparell d’espectrometria de massses simple (p.ex., un MALDI-TOF) i un ordinador amb connexió a la xarxa? 2.
Descriu els conceptes de motiu estructural i domini i posa un exemple de cadascun d’ells.
El nombre de possibles plegaments (o tipus de dominis) és limitat, però el nombre de proteïnes diferents és molt més gran. Explica-ho.
10 3.
Estas estudiant una proteïna que forma un heterodímer de massa molecular relativa total superior a 50.000 i en vols conèixer l’estructura. No cristal·litza. Amb els teus coneixements sobre determinants de l’estructura quaternària i sobre mètodes d’anàlisi estructural, proposa una metodologia per arribar a conèixer l’estructura 3D, si més no, dels monòmers. Explica els detalls fonamentals de cadascun dels passos.
4.
Has purificat una proteïna globular petita sense ponts disulfurs. Explica breument quines tècniques faries servir per caracteritzar tant la seva estabilitat com l’estructura del seu estat de transició 11 5. Observa els dos alineaments seqüencials de la figura en els que la proteïna 1 s’ha comparat amb les proteïnes 2 i 3.
• Indica de quina manera (que no sigui manual) s’obtenen aquests alineaments • Quin dels dos alineaments donaria compte d’una major homologia? Per què? A través de quin paràmetre es quantifica la qualitat de l’alineament? • Les dues capses marcades corresponen a estructures secundàries observades a la proteïna 1. Podries aventurar de quin tipus d’estructura es tracta? Fixa’t només en la seqüència 1.
Alineament A 1. DNFGNVSPEMTLVLHLAWVACGYIIWQNSTEDTWYKMVKIQTVKQVQRNDD 2. DSNGNIAHDHLQLWGLAIVGSSYIMWKQSTEHTGYLLAQVSSVKQQIRKDA Alineament B 1. DNFGNVSPEMTLVLHLAWVACGYIIWQNSTEDTWYKMVKIQTVKQVQRNDD 2. DSNGNNAHVHLQSWGLAIVGTSYIDWKESTERTGYLNAVQSSVKQQIRKDA 12 6. PharmaMart, empresa biotecnològica imaginària, ha aïllat un petit polipèptid (d’uns 65 aminoàcids) a partir d’organismes marins que, encara que força poc eficient, resulta ser l’únic, inhibidor d’una metal·loproteasa de matriu extracel·lular relacionada amb la invasivitat del càncer de mama. T’acaben de contractar com biotecnòleg a la divisió de I+D i t’encarreguen treballar en el projecte amb la intenció de generar un fàrmac a partir de la nova molècula.
Explica com milloraries l’activitat i especificitat envers la proteasa diana i si se t’acut alguna via de continuació a partir de l’obtenció de la proteïna millorada.
13 Part C: Problemes. Cal respondre dins l’espai indicat La puntuació total d’aquesta part és de 15 punts 1/ Para analizar las características químicas del aminoácido histidina, realizamos una curva de titulación de dicho aminoácido.
Histidina B 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 pH pH A 0 1 2 OH- 3 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0.5 1 OH- 1.5 2 a/ Entre las dos curvas de titulación A y B, ¿Cuál correspondería a la histidina?.
Explicar porqué.
b/ A partir de la curva determinada, calcular el punto isoeléctrico de la His y el pH de máxima carga .
14 2/ Sabiendo que la naturaleza de la cadena lateral de los aminoácidos es uno de los factores que determinan la estabilidad de una hélice α, indica cuales de los siguientes poliaminoácidos formarían hélice α, cuales formarían estructuras enrolladas al azar (no hélice α ) y cuales formarían otras estructuras ordenadas.
PoliAsp, a pH 3,0 PoliSer, a pH 7,0 poliHyPro, a pH 7,0 PoliAla, a pH 7,0 PoliLys, a pH 8,0 Características de los aminoácidos Aminoácido pK-COOH pK-NH2 Ala 2.34 9.69 Asp 1.88 9.6 Ser 2.21 9.15 Pro 1.99 10.96 Lys 2.18 8.95 Asp Ser HydroxyPro pKR 3.65 10.53 Lys Ala 15 16 ...