Correcció (respostes) dels exercicis d'autoavaluació i seminaris de Bioquímica (2015)

Ejercicio Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Farmacia - 1º curso
Asignatura Bioquímica
Año del apunte 2015
Páginas 43
Fecha de subida 03/02/2015 (Actualizado: 06/06/2015)
Descargas 112
Subido por

Descripción

Respostes dels exercicis d'autoavaluació i seminaris de Bioquímica

Vista previa del texto

RESPOSTES EXERCICIS D’AUTOAVALUCIÓ - 1 AMINOÀCIDS (I) 1.
a) B,C, E (E, es por clasificar com alifatic) b) A.
c) A,D.
d) A e) C.
f) D (hidròfòbic, absorbeix UV).
g) D.
h) (Ser, Thr, Phe, Trp).
i) Cisteïna, que pot formar enllaços –S-S-.
j) Lys: 2,2; 9; 10,5 pI=9 +10,5/2=9,75 Positivament Val: 2,3 9,6 pI=2,3+9,6/2=5,9 Negativament Pro igual que Val. Negativament.
Tyr: 2,2; 9,1; 10,1; pI=2,2+9,1/2=5,6. Negativament.
Met igual que Val i Pro. Negativament.
k) Lys K Val V, Leucina (Atención) Pro P Tyr Y Met M 2.
Són totalment diferents. El aa1 es Ser en el primer peptit, en el segon es el aa5 Glu, His, N-terminal i C-terminal.
3.
a) cargas netas pI pH=3 pH=7 pH =12,5 Arg (+2, +1, 0, -1) 9,0+12,5/2 =10,75 +1 +1 -0,5 Asp (+1, 0, -1, -2) 2,2+3,9/2 = 3,5 0 - 1 -2 His (+2, +1, 0, -1) 6,0+9,0/2 = 7,5 +1 0 -1 Phe (+1, 0, -1) 1,8/9,1 /2 = 5,4 0(+) 0(-) - 1 b) pH 7 AMINOÀCIDS (II) 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Hidrofílics.
Cisteïna.
Asp.
Cisteïna.
Tyr.
Pro.
Glu.
8.
Interior.
9.
Intern.
10.
Ser.
11.
Asp.
12.
Gly (NO), Ala, Pro, Ile, Phe (SI) 13.
Exterior.
14.
Thr.
1 15.
16.
17.
18.
19.
20.
Tyr.
Asn.
Fenilalanina.
Glutamina.
Serina.
C 21.
Interior 22.
Leucina i isoleucina.
23.
Asn.
24.
Glutamina.
CORBES DE TITRACIÓ D'AMINOÀCIDS 1.
2.
Considera l’aminàcid: H2N-CH(COOH)-CH2OH (Ser) a) i c) a) Voliam escriure Arg. Arg= 12,5 His= 6,0 b) Arg: 10,75; His 7,6.
PÈPTIDS I PROTEÏNES 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
19: D.
C.
A.
C, D.
A, B.
Ninguna B.
A, B, C C.
.
A) Lys-Gly-Ala-Gly B) Lys-Gly-Ala-Glu C) His-Gly-Ala-Glu D) Glu-Gly-Ala-Glu E) Gln-Gly-Ala-Lys + + NH3 -Lys-Gly-Ala-Gly-COOH + + NH3 -Lys-Gly-Ala-Glu-COOH + + NH3 -His-Gly-Ala-Glu-COOH + NH3 -Glu-Gly-Ala-Glu-COOH + + NH3 -Gln-Gly-Ala-Lys-COOH 10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
B.
A, D.
A.
C, D A.
A, C.
A, B, C.
A, C.
A, C pH 2.0 C C C C C 4.0 C C C A C 6.0 C 0 A A C 11.0 A A A A A +1,5 +1 +1 -1 +1,5 +0,5 0 -2 +1,5 +0,5 -0,5 -2 +0,5 -0,5 -2 -3 +2 +1 -1 +1 2 RESPOSTES EXERCICIS D’AUTOAVALUACIÓ - 2 EXTRUCTURA TRIDIMENSIONAL DE LES PROTEÏNES 1: C) 2: A), C) i D) 3: B) i C) 4: B) i C) 5: A) 6: B) 7: A) i C) 8: C) i D) 9: B) i D) 10: E) 11: A) i 3), B) i 4), C) i 2), D) i 5), E) 1) i 5) 12: A) i C) 3 RESPOSTES EXERCICIS D'AUTOAVALUACIÓ - 3 MIOGLOBINA I HEMOGLOBINA 1: A) i 2),5) ,6); B) i 1),3),6); C) i 1),4),6) 2: B) I D) (si capta O2 és coplanar) 3: A) i C) 4: A), B) i C) 5: C) i E) 6: A) i 3); B) i 5); C) i 2); D) i 2); E) i 1); F) i 4) 7: A), C) (porta fins a 4 O2) i D) 8: A), C) i D) 9 : A) i 2); B) i 4); C) i 2); D) i 1) 10: A); C) i E) 11: A) i 4); B) i 3); C) i 2); D) i 1) 12: Si mirem la gràfica veiem que la diferència entre la saturació d’O 2 als pulmons i al múscul és aproximadament de: A nivell del ma A 3000 metres Fracció de saturación Y= 0,7 L'efecte sobre la p50 de la Hb degut a l'augment de la concentració de BPG permet mantenir la mateixa quantitat d'O2 alliberat als teixits tot i que la pO2 als pulmons sigui inferior en alçada.
13: A); B) i C) 14: C) 15: El compost 1 no deixarà anar mai O2 als teixits perifèrics. El compost 2 no captaria mai O2 als pulmons. Un transportador efectiu hauria de tenir una corba de dissociació de l'O2 entre les dues corresponents als compostos 1 i 2, de manera que estigués relativament saturat d'O2 als pulmons i relativament insaturat als teixits perifèrics 16: A) YMb= 0.70 i YHb= 0.30 B) Donat que la Hb té una fracció de saturació inferior a la de la Mb en aquestes condicions, la Hb carregarà a la Mb d'O2 de manera que la Mb serveixi com a reserva d'O2 al múscul 17: A) YHb= 0.65 B) (0.65 / 0.90) X 100= 72% 4 Respostes d’autoavaluació 3 C) L'O2 residual unit a la hemoglobina representa una reserva que es pot alliberar als teixits extremadament actius quan la pO2 és molt baixa.
18: L’hemoglobina A té un Glu en la posició 6 de les dues cadenes beta, amb una càrrega negativa en la seva cadena lateral, mentre que aquesta càrrega és perd en les dues cadenes beta de la HbS perquè aquest aminoàcid ha estat canviat (mutació) a Val sense càrrega.
19: El carril A correspon a un individu homocigot per la Hb A, ja que té dues càrregues negatives més (el Glu de les dues subunitats beta), i per tant es desplaça més lluny en l’electroforesi.
El carril C correspon a un individu homocigot per la Hb S, ja que té dues càrregues negatives menys, i per tant es desplaça menys lluny en l’electroforesi.
El carril B correspon a un individu heterocigot per la Hb A i la HbS, ja que té el 50% d’Hemoglobina A i el 50% de les molècules de HbS.
RESPOSTES EXERCICIS D'AUTOAVALUACIÓ – 4 ENZIMS 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
C A, B, A, B, C A, C, D D A, D C A, B, D D, E B, C, D C B, D A- 2, 3, 5 B- 1, 4, 5, C.
A. 1 A.
A 18.
A. B. C.
19.
20.
21.
22.
23.
són totes certes.
B. 2 E.
A.
C.
24.
A.
5 ACTIVITAT CATALÍTICA I CINÈTICA ENZIMÀTICA 25. A.
26. B.
27. Totes són certes.
28. A, B, C, E.
29. B. Ens informa de la relació entre la KM i la Vmax.
C. Podem deduír el valor de la Vmax.
D. Podem deduir el valor de la Km.
E. correspon NO COMPETITIU b.
F. correspon a COMPETITIU c 30. B 31. A, C, D.
6 RESPOSTES EXERCICIS D’AUTOAVALUCIÓ – 5 ENZIMS I CINÈTICA ENZIMÀTICA 1.
[S] 0,1 M 0,01 M 0,001 M 0,000001 M v0 (µmol/min) 0,1 0,0999 0,09990 0,050 2.
a) Vmax = 60 µmol / min b) v0 és constant perquè s’ha arribat a la Vmax . L’enzim està saturat per substrat.
c) A aquesta concentració de substrat, la concentració d’enzim lliure és despreciable ja que tot l’enzim està en la forma ES (formant complex amb el substrat).
3.
a) Vmax = 0,25 µmol / min b) Aplicant l’equació de Michaelis-Menten, s’obté Km = 1,25 x 10-5 M c) A [S] = 1,0 x 10-6 M, la v0 = 0,018 µmol / min d) A [S] = 2,0 x 10-3 M (concentració saturant) 0,25 µmol / min x 5 min = 1,25 µmols.
A [S] = 2,0 x 10-6 M , no és concentració de substrat saturant, no estem en condicions de velocitat màxima, per tant no es pot fer aquest tipus de càlcul.
e) La Km és independent de la concentració d’enzim, per tant el valor de KM serà el mateix que el calculat a l’apartat b). La Vmax es multiplicarà per un factor de 4. Per tant Vmax = 1 µmol / min 4. A 5. C 6. A 7. C 8. C 9. D 10. B 11.C 12.D (Vmax = Kcat x [Et]) 13. F (aplicant la formula de Michaelis-Menten) 14. B 7 8 EXERCICIS D'AUTOAVALUACIÓ - 7 BIOSENYALITZACIÓ Indicar si són verdader o falç: 1. La major part de les hormones liposolubles interaccionen amb receptors de la superfície de la membrana plasmàtica. F 2. Els receptors nuclears són específics de les hormones hidrosolubles.F 3. Els receptors nuclears són lípids que es troben en el nucli. F 4. Les hormones liposolubles actuen principalment modificant l’activitat d’enzims cel·lulars. F 5. Les hormones liposolubles actuen principalment modificant l’expressió de gens. V 6. Les hormones hidrosolubles travessen amb facilitat la bicapa lipídica de la membrana. F 7. Les hormones hidrosolubles són sempre de resposta lenta perquè regulen només l’expressió de gens. F 8. Els receptors nuclears són receptors de tipus 7TM. F 9. Els receptors de tipus 7TM interaccionen directament amb la proteïna G. V 10. La proteïna G interacciona directament amb la hormona. F 11. La proteïna G activa és la subunitat Gα unida a GTP. V 12. La proteïna G activa és un trímer lligat a GDP. F 13. L’adenilat ciclasa s’activa per calci i diacilglicerol. F 14. L’adenilat ciclasa s’activa per interacció directa amb la subunitat Gα unida a GTP. V 15. Les molècules senyal que actuen a través dels receptors 7TM són sempre activadors de l’adenilat ciclasa i per tant incrementen els nivells d’AMPc. F 16. Quines d’aquestes molècules són segons missatgers: a. Calci b. insulina c. AMP d. ATP e. IP3 (inositol trifosfat) f. AMPc g. PIP2 (fosfatidil inositol bisfosfat) h. DAG (diacilglicerol) 17. La PKA i la PKC fosforilen exactament els mateixos substrats ja que les dues fosforilen en residus de Ser i Thr. F Exercicis d’autoavaluació 7 18. L’activació de la proteïna G és autolimitant, perquè té activitat GTPasa pròpia. V 19. El glucagó i l’adrenalina actuen a través de receptors de membrana 7TM. V 20. El receptor de la insulina interacciona directament amb proteïnes G.F 21. El receptor de la insulina s’activa quan s’uneix a la insulina per autofosforilació en residus de tirosina. V 22. El receptor de la insulina està permanentment activat encara que l’hormona no interaccioni. F 23. El receptor de la insulina fosforila substrats en residus de Ser i Thr de les proteïnes diana. F 24. La calmodulina és una proteïna que provoca la sortida de calci dels compartiments intracel·lulars. F 25. La PKA i la PKC són enzims regulats al·lostèricament. V 26. Quina de les següents afirmacions sobre l'AMPc es correcte? A L'ATP es converteix en AMPc per acció de l'adenilat ciclasa. V B L'AMPc es converteix en AMP (AMPc era un error tipogràfic) per acció de la fosfodiesterasa. V 27. Quines de les següents afirmacions sobre la transducció de senyals hormonals a través de receptors 7TM i l’AMPc com a missatger secundari són correctes? A L'estímul hormonal provoca un increment en la quantitat de l’enzim adenilat ciclasa. F B La formació d'un complex hormona-receptor, segons la proteïna G que s’activi, pot comportar l'activació o la inhibició de l'adenilat ciclasa. V C L'AMPc actua com un modulador al·lostèric que afecta la activitat de la proteïna quinasa A. V D El complex hormona-receptor es desconnecta per fosforilació del receptor catalitzada per la PKA. F 28. Quines de les següents afirmacions sobre l'AMPc i la seva funció en la resposta hormonal són correctes? A. L'AMPc s'uneix a les subunitats catalítiques de la proteïna quinasa A i l’activa al·lostèricament. F B. L'AMPc s'uneix a les subunitats reguladores de la proteïna quinasa A i l’activa per alliberació de les subunitats catalítiques. V C. L’AMPc ha d'assolir concentracions molars abans d'activar la proteïna quinasa A. F 29. Quines de les següents afirmacions sobre les proteïnes G són correctes? A. Les proteïnes G permuten entre una forma GTP i una forma ATP a través d'una reacció d'intercanvi auto-catalitzada. F B. El complex hormona-receptor provoca l'intercanvi de GDP per GTP a la proteïna G i l'alliberació de la subunitat GTP-Gα. V 2 Exercicis d’autoavaluació 7 30. Quines de les següents afirmacions sobre la cascada o via de fosfoinositol són correctes? A. La cascada de fosfoinositol depèn de la hidròlisi d'un fosfolípid que forma part de la membrana plasmàtica. V B. La fosfolipasa C hidrolitza 1,4,5-trifosfat (IP3). F C. La cascada de fosfoinositol produeix dos tipus diferents de missatger. V 31. Quines de les següents afirmacions sobre l'inositol 1,4,5-trifosfat (IP3) són correctes? A. IP3 promou la captació de Ca2+ pel reticle endoplasmàtic. F B. IP3 obre els canals iònics de Ca2+ a les membranes del reticle endoplasmàtic.
V 32. Quines de les següents afirmacions sobre les accions o dianes dels missatgers secundaris de la cascada de fosfoinositol són correctes? A. El diacilglicerol (DAG) activa a la proteïna quinasa C. V B. La majoria d'efectes de IP3 i DAG són antagonistes. F C. La proteïna quinasa C oscil.la entre una forma soluble inactiva i una forma lligada a membrana activa. V D. La proteïna quinasa C requereix Ca2+ per a la seva activitat. V 33. Quines de les següents afirmacions sobre el Ca2+ i el seu paper en la regulació del metabolisme cel·lular són correctes? A. L'apertura transitòria de canals iònics a la membrana plasmàtica o el reticle endoplasmàtic pot incrementar ràpidament els nivells de Ca2+ al citosol. V B. Les bombes de Ca2+ mantenen nivells baixos de Ca2+ al reticle endoplasmàtic en comparació amb el citosol. F C. La calmodulina té dos centres de unió a Ca2+. F D. La calmodulina és la única proteïna que uneix Ca2+. F 34. Associa cada compost de la columna de l'esquerra amb la seva característica a la columna de la dreta: A) AMPc 1) Es trenca per acció de la fosfolipasa C.
B) GTP 2) S'uneix a les subunitats reguladores de C) Proteïnes G la proteïna quinasa A.
D) Adenilat ciclasa 3) Converteix l'AMPc en AMP.
E) PI(4,5)P2 4) Intercanvi amb GDP a les subunitats Gα.
2+ F) Ca 5) Activada per Gαs-GTP.
G) IP3 6)Transmet l'estímul hormonal a l'adenilat ciclasa H) Fosfodiesterasa.
7) Missatger secundari que incrementa els I) DAG nivells de Ca2+ citosòlic 8) Missatger secundari que queda anclat a la membrana plasmàtica.
3 Exercicis d’autoavaluació 7 9) La seva concentració intracel.lular augmenta per acció de IP3.
A ---- 2 B ---- 4 C ---- 6 D ---- 5 E ---- 1 F ---- 9 G ---- 7 H ---- 3 I ---- 8 4 Tema 8- GLICÒLISI En aquest qüestionari hi ha preguntes de resposta de tipus veritat o fals i de resposta curta.
1. El transport de glucosa a l’interior cel·lular és un procés que consumeix energia en forma d’ATP. F 2. Els transportadors GLUT que s’expressen de forma abundant en el cervell són transportadors amb valors de KM elevats per a garantir l’entrada contínua de glucosa al teixit. F 3. La glicòlisi és una ruta que no necessita ATP per a funcionar. F 4. La glucosa incorporada a la cèl·lula és ràpidament activada per fosforilació. V 5. En la fase preparatòria de la glicòlisi hi ha dues reaccions de fosforilació catalitzades per quinases. V 6. Quins són els enzims de la fase preparatòria de la glicòlisi que catalitzen reaccions reguladores, essencialment irreversibles? Hexoquinasa / Glucoquinasa i Fructosa-1,6bisfosfat (PFK-1).
7. En la glicòlisi, quantes molècules de piruvat es formen a partir de 1 molècula de glucosa? 2 8. La glicòlisi és una via d’obtenció d’energia i de precursors biosintètics. V 9. La glicòlisi estarà activada quan es requereixi energia i precursors biosintètics. V 10. La regulació de la glicòlisi és idèntica en tots els teixits. F 11. Els tres enzims reguladors de la glicòlisi són quinases que catalitzen la fosforilació d’intermediaris i el donador del grup fosfat és l’ATP. F 12. Quin és el principal enzim regulador que determina la velocitat de la via? Fructosa-1,6bisfosfat (PFK-1).
13. Tant al múscul com al fetge, la PFK-1 (fosfofructoquinasa-1) està regulada al·lostèricament per nivells d’ ATP i AMP. V 14. L’ATP és substrat de la PFK-1 i alhora és un inhibidor al·lostèric de l’enzim. Com actua l’ATP? L’ATP s’uneix a dos centres diferents: (i) en el centre actiu com a substrat on transfereix el grup fosfat a la F-6P, i (ii) a in centre regulador on actua com inhibidor al.lstèric canviant la conformació de l’enzim.
15. La fructosa-2,6-bisfosfat és un potent activador al·lostèric de la PFK-1 hepàtica. V 16. La fructosa-2,6-bisfosfat és un metabòlit sintetitzat per la PFK-1. F 17. Quin és el substrat precursor de la fructosa-2,6-bisfosfat? Fructosa-6-P 18. El substrat precursor de la fructosa-2,6-bisfosfat és també precursor de la fructosa-1, 6bisfosfat. V 19. Quines activitats té l’enzim bifuncional PFK-2/FBasa-2? (i Fosforilació de la Fructosa-6-P a Fructosa 2,6-bis-P, (ii) Defosforilació de la Fructosa 2,6-bis-P a Fructosa-6-P).
20. El glucagó via PKA provoca la fosforilació de l’enzim PFK-1 del fetge. F 21. En presència de glucagó la glicòlisi hepàtica està activada. F 22. Per què en dejuni, quan els nivells de glucosa en sang són baixos i s’ha alliberat glucagó, pot funcionar la glicòlisi muscular i no l’hepàtica?. La glicòlisi muscular no està regulada en funció dels nivells de glucosa en sang a través de glucagó.
23. La Glucoquinasa hepàtica té una KM per la glucosa més elevada que l’Hexoquinasa muscular. V 24. De què depèn l’estat de fosforilació de l’activitat Piruvat quinasa (PK) hepàtica? La fosforilació es dona quan els nivells de glucosa en sang són baixos i la hormona que la regula és el glucagó.
25. Tots els organismes coneguts regeneren el coenzim NAD+ que requereix la glicòlisi a través de la cadena respiratòria. F 26. Al múscul en contracció, quan la presència d’oxigen és baixa, el NAD+ es regenera en la reacció de reducció de piruvat a etanol. F 27. En condicions anaeròbiques, tot l’ATP produït en el catabolisme de la glucosa s’obté de la glicòlisi. V 28. De les diferents destinacions del piruvat, que has estudiat, quina és la que permet obtenir més energia a partir de la glucosa?. La seva oxidació acetil-CoA, intermediari que després serà oxidat a CO2 a través del cicle de l’àcid cítric.
29. Al fetge, la fructosa i la glucosa s’incorporen a la glicòlisi de manera idèntica, es a dir, ambdues són fosforilades en el carboni-6 per acció del primer enzim de la via. F 30. Descriu ordenadament les transformacions que pateix la glucosa en la fase preparatòria de la glicòlisi. Mirar al llibre de text.
31. Quin és el substrat i el producte de la última reacció de la fase de beneficis? La última reacció d’aquesta fase és la catalitzada per la Piruvat quinasa. El substrat és fosfoenolpiruvat (PEP), i el producte piruvat. EL PEP cedeix el seu fosfat d’alt potencial a l’ADP per a sintetitzar ATP.
Tema 9- GLUCONEOGÈNESI En aquest qüestionari hi ha preguntes de resposta de tipus veritat o fals i de resposta curta.
1. La gluconeogènesi és la via de conversió del piruvat en glucosa. V 2. Quines són les etapes que diferencien la gluconeogènesi de la glicòlisi? Són tres etapes: el pas de piruvat a fosfoenolpiruvat, el pas de fructosa-1,6-bisfosfat a fructosa-6-fosfat, i el pas de glucosa-6-fosfat a glucosa.
3. En quins compartiments subcel·lulars té lloc la gluconeogènesi? Principalment té lloc en el citoplasma. Tanmateix la reacció catalitzada per la glucosa-6-fosfatasa es dona en el reticle endoplasmàtic i la reacció de la piruvat carboxilasa en la mitocòndria. La Fosfoenolpiruvat carboxiquinasa citosòlica té també un isoenzim mitocondrial.
4. Tots els enzims de la gluconeogènesi són citoplasmàtics. F.
5. Quin és el principal òrgan gluconeogènic? El fetge.
6. En condicions anaeròbiques, quin és el principal substrat gluconeogènic? En condicions anaeròbiques el principal substrat gluconeogènic és el lactat.
7. On i a partir de quin precursor s’origina el lactat gluconeogènic? El lactat s’origina en el múscul, en condicions anaeròbiques, a partir del piruvat. També en els eritròcits a partir del piruvat format en la glicòlisis.
8. En el fetge, l’oxidació del lactat a piruvat genera el NADH necessari per mantenir la gluconeogènesi. V 9. Durant el dejuni, els principals substrats gluconeogènics són els aminoàcids procedents de la degradació de les proteïnes. V 10. En situacions de dejuni, el glicerol provinent de la hidròlisi dels triglicèrids, és utilitzat pel fetge com a substrat gluconeogènic. V 11. En situacions de dejuni, els àcids grassos provinents de la hidròlisi dels triglicèrids, són utilitzats pel fetge com a substrat gluconeogènic. F (els àcids grassos es degraden a acetilCoA, i aquest intermediari no pot ser usat com a precursor en la síntesi de glucosa en humans).
12. En quin intermediari de la gluconeogènesi s’ha de convertir el glicerol per a incorporar-se a la via? El glicerol ha de ser convertit en dihidroxiacetona fosfat.
13. La glucosa-6-fosfatasa li permet al múscul alliberar glucosa a la sang quan els nivells intracel·lulars d’aquest intermediari són elevats. F (El múscul no expressa l’enzim glucosa6-fosfatasa).
14. La reacció catalitzada per la glucosa-6-fosfatasa té lloc en el citoplasma. F (La glucosa-6fosfatasa és un enzim associat a membrana del reticle endoplasmàtic que té el centre actiu orientat cap al lumen del reticle, on té lloc la reacció enzimàtica).
15. Nivells elevats d’acetil-CoA mitocondrial activen la ruta gluconeogènica, activant la piruvat carboxilasa. V 16. Quins enzims de la gluconeogènesi tenen una regulació al·lostèrica coordinada amb la glucòlisi? La fructosa-1,6-bisfosfatasa i la piruvat carboxilasa.
17. Quins enzims de la glicòlisi tenen una regulació al·lostèrica coordinada amb la gluconeogènesi? La fosfofructoquinasa 1 (PFK-1) i la piruvat quinasa.
18. El regulador al·lostèric més potent que coordina la velocitat de la gluconeogènesi i la glicòlisi és la fructosa-2,6-BP. La regulació per fructosa-2,6-BP només es dona en fetge.
Aquesta afirmació no aplica al múscul.
19. Nivells elevats d’ATP inhibeixen la gluconeogènesi. F (Aquesta via és activada per càrrega energètica alta) 20. Una càrrega energètica baixa activa els enzims gluconeogènics. F (Una càrrega energètica baixa (nivells elevats d’AMP i d’ADP) inhibeix la gluconeogènesi, perquè és una via que necessita energia en forma d’ATP).
21. Quins enzims regula coordinadament la fructosa-2,6-BP? La PFK-1 de la glicòlisi i la fructosa-1,6-bisfosfatasa de la gluconeogènesi.
22. La regulació hormonal coordinada de la glicòlisi i la gluconeogènesi recau sobre el enzim bifuncional PFK-2/FBPasa-2. V 23. La insulina activa la transcripció del gen que codifica la PEPCK (fosfoenolpiruvat carboxiquinasa). F (la insulina senyalitza alts nivells de glucosa, en aquesta situació la gluconeogènesi no és necessària).
24. Quin cicle substrat comparteixen la glicòlisi i la gluconeogènesi? El cicle de reaccions format per la interconversió de fructosa-6-fosfat a fructosa-1,6-bisfosfat on participen els enzims PFK-1 i F-2,6-bisPasa.
25. Tenen algun interès fisiològic els cicles substrat? Quin(s)? Sí. (a) permeten amplificar els senyals metabòlics, produint grans increments en el flux net d’una via, en resposta a petits canvis en la velocitat de les reaccions oposades del cicle substrat; (b) també en alguns organismes permeten generar calor per hidròlisi contínua d’ATP.
Tema 10- COMPLEX PDH I CICLES DE L’ÀCID CÍTRIC I DEL GLIOXILAT En aquest qüestionari hi ha preguntes de resposta de tipus veritat o fals i de resposta curta.
1. En condicions aeròbiques el piruvat és oxidat i descarboxilat a acetil-CoA en la mitocòndria.
V 2. La reacció catalitzada per la Piruvat deshidrogenasa (PDH) utilitza oxigen molecular.
F.
3. La PDH és un complex multienzimàtic que necessita 5 coenzims diferents. Quins? Coenzim A, NAD+, TPP, Lipoamida i FAD.
4. Tots els coenzims necessaris en la reacció de la PDH són grups prostètics. F. (El coenzim A i el NAD+ no són grups prostètics; són coenzims mòbils).
5. La PDH és un enzim ubicat al citoplasma, en el mateix compartiment subcel·lular on s’origina el piruvat. F. (La PDH és un complex ubicat a la matriu mitocondrial).
6. En quin compartiment subcel·lular té lloc el cicle de l’àcid cítric? A la matriu mitocondrial.
7. Quina reacció catalitza la succinat-deshidrogenasa? Catalitza l’oxidació del succinat a fumarat.
8. Un dels productes de la reacció de la succinat-deshidrogenasa és el coenzim reduït NADH.
F (El coenzim de la succinat deshidrogenasa és el FAD que es redueix a FADH2).
9. El cicle de l’àcid cítric produeix directament molta energia en forma d’ATP. F (Produeix molta energia en forma de coenzims reduïts, NADH i FADH2).
10. En el cicle de l’àcid cítric no es produeix cap molècula d’alt potencial de transferència de grups fosfat. F (Es produeix GTP en el pas de succinil-CoA a succinat).
11. Quina són la primera i l’ultima reacció del cicle de l’àcid cítric? La primera reacció és la condensació de l’oxalacetat amb l’acetil, de l’acetil-CoA, per a formar citrat. L’última reacció és l’oxidació del malat per a regenerar l’oxalacetat.
12. Quantes reaccions redox té el cicle? Té quatre reaccions redox.
13. Els enzims reguladors del cicle de l’àcid cítric són quinases. F (Són deshidrogenases) 14. En eucariotes, quins són els enzims reguladors del cicle de l’àcid cítric? La isocitrat deshidrogenasa i la α-cetoglutarat deshidrogenasa.
15. Una càrrega energètica elevada disminueix la velocitat del cicle. V 16. El cicle pot funcionar en absència de coenzims NAD+ i FAD. F 17. La PDH és un enzim regulat reversiblement per fosforilació. V 18. En el múscul, en repòs, una càrrega energètica elevada inactiva la PDH. V 19. Els intermediaris del cicle de l’àcid cítric són precursors de importants biomolècules. V 20. Què és una reacció anapleròtica? És una reacció de reposició dels components d’una ruta metabòlica.
21. La transformació directa de piruvat a oxalacetat, catalitzada per la piruvat carboxilasa (PC) és una reacció anapleròtica. V (proporciona oxalacetat al cicle de l’àcid cítric).
22. La PC és un enzim ubicat a la matriu mitocondrial. V 23. La PC únicament és activa si els nivells d’acetil-CoA són elevats. V 24. La reacció catalitzada per la PDH és reversible i els humans poden convertir l’acetil-CoA en glucosa. F (És irreversible i no es pot sintetitzar glucosa a partir d’acetil-CoA).
25. Quina ruta metabòlica tenen les plantes i els bacteris que els permet sobreviure únicament a partir de molècules de dos carbonis, com l’acetat? El cicle del glioxilat.
26. Quants acetil-CoA per volta entren en el cicle del glioxilat? I en el cicle de l’àcid cítric? Dos acetil-CoA per volta.
27. Quin compost produeix el cicle del glioxilat? Produeix energia en forma de NADH i succinat, que pot ser utilitzat per obtenir glucosa.
Tema 11- FOSFORILACIÓ OXIDATIVA RESPOSTES 1. F (la membrana mitocondrial externa és permeable) 2. F (Són transportats des de centres de potencial redox més negatius cap als acceptors que presenten valors de potencial redox estàndard més positius).
3. V 4. F (El citocrom c està associat a la cara externa de la membrana interna mitocondrial).
5. V 6. V 7. F (La reducció de l’oxigen a aigua té lloc en el complex IV).
8. F (Únicament són bombes de protons, el complex I (NADHdeshidrogenasa), el complex III (Ubiquinona-citocrom c oxidoreductasa) i el complex IV (citocrom c oxidasa)).
9. F (La força protomotriu és el potencial electroquímic (la diferència de concentració de protons i de càrrega a cada costat de la membrana interna mitocondrial) que es genera a l’espai intermembrana, com a conseqüència de la sortida de protons de la matriu, simultània al transport d’electrons entre els components de la cadena) 10. V.
11. F (La catàlisi de L’ATP-sintasa mitocondrial és rotacional; els tres centres actius s’alternen en la síntesi d’ATP, i no es troben mai en la mateixa conformació. En cada cicle catalític, únicament un dels centres està en la conformació activa).
12. F 13. F (És un control per acceptor. Són els nivells d’ADP mitocondrial els que controlen la velocitat de la via).
14. V.
15. F (Els compostos desacoblants de la fosforilació oxidativa disminueixen la síntesi d’ATP, perquè dissipen la força protomotriu, al transportar protons des de l’espai intermembrana a la matriu sense travessar l’ATP-sintasa.) 16. F (Quantitativament la font principal d’ATP és la fosforilació oxidativa que té lloc a la membrana interna mitocondrial).
17. V 18. F (La membrana interna mitocondrial és impermeable al NADH. No entra el coenzim sinó els seus electrons).
19. F (L’oxidació del NADH citosòlic transportat al mitocondri per la llançadora malat-aspartat proporciona la mateixa energia que l’oxidació del NADH mitocondrial) RESPOSTA A LES QÜESTIONS 1. Defineix què és la fosforilació oxidativa.
És la síntesi mitocondrial d’ATP impulsada per l’energia alliberada en el transport dels electrons a través dels centres redox de la cadena respiratòria, des de substrats donadors, com el NADH, fins a l’últim acceptor de la cadena, l’oxigen molecular 2. Quin són els dos components mòbils de la cadena de transport electrònic? Indica les seves característiques estructurals.
La ubiquinona o coenzim Q i el citocrom c.
La ubiquinona és una molècula orgànica derivada de la quinona amb una llarga cadena isoprenoide, altament hidrofóbica, ubicada en la membrana mitocondrial interna. Pot presentar 3 estats d’oxidació: (i) estat oxidat (quinona, Q), parcialment reduïda (semiquinona, QH·) i totalment reduïda (ubiquinol, QH2). Transfereix els electrons des del complex II al III.
El citocrom C és una proteïna associada a la cara externa de la membrana mitocondrial interna amb un grup prostètic de tipus hemo C amb capacitat de transportar 1 electró (s’alternen les formes F2(II) / Fe(III)). Transfereix els electrons des del complex III al IV.
3. Què és un citocrom? Un citocrom és una proteïna transportadora d’electrons amb un centre redox tipus hemo 4. La cadena respiratòria té alguns centres redox que són hemos tipus B, el mateix tipus d’hemo constituent de la hemoglobina. Perquè l’hemo de l’hemoglobina no és un centre redox? Perquè l’hemo B de l’hemoglobina està lligat a la proteïna a través de l’àtom de ferro, que forma un enllaç de coordinació amb una histidina, l’histidina proximal. Aquest enllaç estabilitza la forma d’ió ferrós, impedint que el ferro canviï el seu estat de ionització. No transporta electrons, transporta oxigen 5. Quina reacció catalitza el complex I (NADH-deshidrogenasa) de la cadena respiratòria? Catalitza la transferència d’electrons des del NADH al coenzimQ.
6. Quines propietats té el coenzim Q que el converteixen en un eficient transportador d’electrons entre els complexos de la cadena respiratòria? En primer lloc, el coenzimQ o Ubiquinona, és molt hidrofòbic, difon per la membrana i contacta fàcilment amb diferents centres redox de la cadena; en segon lloc pot captar electrons de forma seqüencial, a partir de centres redox donadors de 1 o 2 electrons.
7. Quin dels següents complexos de la membrana mitocondrial interna no participa en el transport d’electrons: NADH-deshidrogenasa, Succinat-deshidrogenasa, Ubiquinona-citocrom c oxidoreductasa, Citocrom c oxidasa, ATP-sintasa. L’ATP-sintasa.
8. Quina és la finalitat immediata del transport d’electrons a través dels complexos de la cadena respiratòria? La finalitat immediata és proporcionar energia per a transportar protons de la matriu mitocondrial a l’espai intermembrana 9. Impulsats per la força protomotriu, a través de quin complex entren espontàniament els protons a la matriu? Entren a través del domini transmembrana de l’ATP-sintasa.
10. Quans centres catalítics té la ATP-sintasa mitocondrial? Té tres centres catalítics en el domini ubicat a la matriu mitocondrial.
11. Perquè els compostos químics desacoblants de la fosforilació oxidativa produeixen un augment de la temperatura corporal? Produeixen un augment de la temperatura corporal perquè l’energia que allibera l’entrada de protons a la matriu, a favor de concentració i de càrrega, no és utilitzada en la síntesi d’ATP ni conservada en cap tipus d’enllaç químic; s’allibera en forma de calor.
12. Coneixes algun procés biològicament útil de desacoblament fisiològic de la fosforilació oxidativa? La termogènesi és un procés regulat que desacobla la fosforilació oxidativa per a produir augment en la temperatura corporal. Dissipa la força protomotriu transportant els protons cap a la matriu a través de proteïnes de membrana, com la termogenina (UCP), que a diferència de l’ATP-sintasa, no acoblen l’energia del transport a la síntesi d’ATP.
13. Què són les llançadores mitocondrials? Les llançadores són sistemes de transport que permeten travessar la membrana interna mitocondrial.
14. En quins òrgans és més activa la llançadora del glicerol-3-P? En els que tenen una glicòlisi més activa, com el múscul i el cervell.
15. A diferencia de l’oxidació del NADH mitocondrial (relació P/O = 2,5) perquè l’oxidació del FADH2 a la cadena respiratòria és produeix amb una relació P/O inferior, de 1,5? Perquè els electrons del FADH2 [grup prostètic reduït d’algunes deshidrogenases, com la Succinat-deshidrogenasa (complex II) ó la glicerol-3-P deshidrogenasa (llançadora del glicerol-3-P)], entren a la cadena a nivell de la ubiquinona i no són transportats a través del complex I. La quantitat de protons exportats de la matriu és més petita que en l’oxidació del NADH mitocondrial.
RESPOSTES.
Tema 12- Via de les Pentoses-fosfat.
1. En quin compartiment subcel·lular té lloc la ruta de les pentosesfosfat? Totes les reaccions de la via tenen lloc en el citoplasma.
2. Els productes de la branca no oxidativa de la via són el NADPH i una pentosa-fosfat (ribulosa-5-fosfat).
F. (El NADPH i les pentoses-fosfat són productes de la branca oxidativa) 3. Quin és el substrat de partida de la branca oxidativa de la via? La glucosa-6-fosfat 4. El poder reductor del NADPH, produït a la branca oxidativa, és canalitzat a la cadena respiratòria, a nivell del complex I, per a produir ATP.
F. (El NADPH no és substrat del complex I; és un coenzim imprescindible que proporciona poder reductor a diverses vies de síntesi) 5. La branca oxidativa de la via és reversible i permet obtenir glucosa6-P directament a partir de una molècula de ribosa-5-P i CO2.
F. (La branca oxidativa és irreversible, no permet la conversió directa de ribosa-5-P en glucosa-6-P).
6. Quines biomolècules coneixes que necessitin pentoses-5-fosfat com a precursors de síntesi? Els àcids nucleics, i coenzims com l’ATP, el coenzimA, el NAD+, el FAD 7. Quins són els substrats de la branca no oxidativa de la via? La branca no oxidativa de la via és reversible i connecta la branca oxidativa amb la glicòlisi, per tant per un costat utilitza tres molècules de pentosa-5-fosfat, equivalents a tres riboses-5-fosfat, i per l’altre costat, 2 molècules de fructosa-6-P i una de gliceraldehid3-P 8. La branca no oxidativa pot proporcionar intermediaris glicolítics, fructosa-6-P i gliceraldehid-3-P.
V 9. Els enzims de la branca no oxidativa de la via són la transaldolasa i la transcetolasa.
V 10. La transcetolasa i la transaldolasa es diferencien perquè catalitzen reaccions de transferència inverses, és a dir, la transaldolasa transfereix grups des d’una aldosa a una cetosa, mentre que la transcetolasa transfereix grups des d’una cetosa a una aldosa.
F. (Ambdues són transferases que catalitzen la transferència de grups des d’un donador cetosa a un acceptor aldosa) 11. En una situació d’alt requeriment de ribosa-5-P, però no de NADPH ni d’ATP, la glucosa-6-fosfat és oxidada a través de la branca oxidativa.
F. (L’oxidació a través de la branca oxidativa requereix un nivell elevat de NADP+. Nivells elevats de NADPH inhibeixen la glucosa-6fosfat deshidrogenasa. La glucosa-6-P únicament podrà ser precursora de ribosa-5-P, si és convertida prèviament en intermediaris glicolítics, precursors de la branca no oxidativa).
12. En una situació d’alt requeriment de NADPH, però no de ribosa-5-P ni d’ATP, la glucosa-6-fosfat és oxidada a ribosa-5-P a través de la branca oxidativa.
V.
13. En la situació anterior, quines vies han de funcionar per a que la ribosa-5-P es recicli fins a glucosa-6-P? La branca no oxidativa (transaldolasa i transcetolasa) des de ribosa5-P fins a intermediaris glicolítics (fructosa-6-P i gliceraldehid-3-P), i les últimes etapes de la gluconeogènesi, des d’aquests intermediaris fins a glucosa-6-P.
14. En una situació de requeriment de NADPH i ATP, però no de ribosa5-P, funcionarà la branca oxidativa de la via i el reciclatge del producte ribosa-5-P fins a glucosa-6-fosfat?.
F. (Sí funcionarà la branca oxidativa, però no es recicla la ribosa-5-P a glucosa-6-P, perquè els nivells d’ATP són baixos. Els excedents de ribosa-5-P són convertits en intermediaris glicolítics que continuaran via glicòlisi fins a piruvat per a produir ATP).
15. En la situació anterior estarà activada la branca no oxidativa de la via des d’intermediaris glicolítics fins a ribosa-5-P.
F. (No perquè no hi ha requeriment de ribosa-5-P).
RESPOSTES.
Tema 13- METABOLISME DEL GLICOGEN 1. Quin són els principals òrgans que emmagatzemen glicogen? Fetge i múscul 2. Quin és l’enzim regulador de la degradació del glicogen? La glicogen fosforilasa 3. La glicogen fosforilasa, mitjançant una reacció d’hidròlisi, trenca enllaços glicosídics α-1,4 i allibera molècules de glucosa a partir de l’extrem terminal del glicogen. F.
(La glicogen fosforilasa catalitza la ruptura d’enllaços glicosídics, no per hidròlisi (incorporació d’una molècula d’aigua), si no per fosforolisi (addició d’ortofosfat).
4. A més de la fosforilasa, quines activitats addicionals són necessàries per a degradar la partícula de glicogen? Són necessàries dues activitats que remodelen el glicogen: una transferasa, que trenca enllaços α-1,4, pròxims a les ramificacions, i transfereix petits blocs de (3) residus de glucosa per a formar un polímer lineal, i una hidrolasa, la α-1,6-glucosidasa, que trenca els enllaços α-1,6 de les glucoses ramificades.
5. En eucariotes, l’enzim desramificador del glicogen és bifuncional, té una activitat transferasa i una activitat α-1,6-glucosidasa.
V.
6. En el fetge, quina és la finalitat de la degradació del glicogen? En el fetge, la degradació del glicogen té per finalitat proporcionar glucosa a la sang, per a ser utilitzada com a combustible pels teixits perifèrics, especialment cervell i eritròcits.
7. Per què el múscul no pot alliberar a la sang la glucosa provinent de la degradació del glicogen? Perquè el múscul no expressa glucosa-6-fosfatasa, l’enzim que defosforila la glucosa-6-fosfat a glucosa. La glucosa fosforilada no té sistema de transport i no es pot alliberar a la sang 8. En quines condicions es sintetitza glicogen? Es sintetitza glicogen quan els nivells de glucosa i energia són elevats 9. Quines són les etapes en la síntesi de glicogen? Etapes en la síntesi de glicogen: (i) formació d’unitats de glucosa activada (UDP-glucosa), (ii) elongació de la cadena per acció de la glicogen sintasa i (iii) ramificació del glicogen 10. Les unitats de glucosa emprades en la síntesi del glicogen s’han d’activar prèviament a UDP-glucosa.
V.
11. La glicogen sintasa inicia la síntesi del glicogen, al condensar les dues primeres molècules de glucosa activada. F.
(La glicogen sintasa no inicia la síntesi; elonga una petita cadena inicial de glicogen que té com a mínim 4 residus de glucosa, que ha estat prèviament sintetitzada per la Glucogenina).
12. La glicogen sintasa transfereix la glucosa des de la UDP-glucosa a l’hidroxil del carboni 4 de la glucosa terminal de la cadena.
V.
13. Quines funcons té la ramificació del glicogen? - Proporcionar més extrems terminals, que són els llocs d’acció dels enzims fosforilasa i sintasa, fent possible que els processos de degradació i de síntesi del glicogen siguin extremadament ràpids - Incrementar la solubilitat 14. En el múscul, l’adrenalina activa per fosforilació la glicogen fosforilasa.
V.
15. En el múscul hi ha dos mecanismes d’activació de la glicogen fosforilasa: l’activació hormonal per fosforilació de l’enzim i l’activació al·lostèrica per una càrrega energètica baixa (alts nivells d’AMP).
V.
16. En el fetge i en el múscul, la regulació al·lostèrica de la glicogen fosforilasa és la mateixa.
F 17. La glicogen fosforilasa hepàtica és activada al·lostèricament per nivells elevats d’AMP. F.
(La càrrega energètica del fetge no pateix canvis tant forts com la del múscul. La glicogen fosforilasa hepàtica no té regulació al·lostèrica per AMP ni ATP).
18. La glicogen fosforilasa hepàtica s’inactiva al·lostèricament per alts nivells de glucosa.
V.
19. El glucagó i l’adrenalina promouen la síntesi de glicogen. F.
(Són hormones que s’alliberen quan els nivells de glucosa són baixos.
Promouen la degradació del glicogen).
20. Quins enzims del metabolisme del glicogen són defosforilats per la protein fosfatasa-1 (PP1).
Glicogen sintasa, glicogen fosforilasa i fosforilasa quinasa.
RESPOSTES TEMES 14-15 GRASSOS.
METABOLISME DELS ÀCIDS 1. Els àcids grassos són molècules amb una llarga cadena hidrocarbonada i un grup carboxílic terminal. (V) 2. En els éssers vius, els àcids grassos més abundants tenen un número parell d’àtoms de carboni. (V) 3. Per què els triglicèrids (TG) són un magatzem d’energia molt concentrada? Perquè són molècules molt reduïdes i apolars, i s’emmagatzemen de forma anhidra.
4. En presència de glucagó i adrenalina, els TG de reserva del teixit adipós s’hidrolitzen alliberant àcids grassos i glicerol. (V) 5. La insulina inhibeix la lipòlisi. (V) 6. Quines etapes prèvies han de patir la majoria dels àcids grassos captats de la sang per a ser degradats en els teixits? La majoria dels àcids grassos han de ser prèviament activats i transportats al mitocondri per a ser degradats 7. En quin compartiment subcel·lular es degraden els àcids grassos? Principalment a la matriu mitocondrial (alguns tipus d’àcids grassos s’oxiden en els peroxisomes).
8. Els àcids grassos s’activen en el citoplasma cel·lular per la unió al pirofosfat.
F. (Els àcids grassos s’activen per unió al coenzim A, per acció d’acil CoA sintetases localitzades a la membrana externa mitocondrial) 9. Per què la majoria d’àcids grassos s’han d’activar prèviament per a ser degradats? L’activació és indispensable per a la posterior condensació amb la carnitina i la formació d’acil-carnitina, que és la molècula que es transporta a la matriu mitocondrial.
10. Quin és l’enzim responsable de la formació d’acil-carnitina? La carnitina aciltranferasa I (CAT I ó CPT I).
11. La translocasa de la carnitina intercanvia una molècula de carnitina que entra a la matriu per cada molècula d’acil-carnitina que surt de la matriu.
F. (És a la inversa: la translocasa intercanvia un acil-carnitina que entra a la matriu per cada molècula de carnitina que surt de la matriu).
12. Per què la degradació dels àcids grassos es coneix com a β-oxidació? Perquè els àcids grassos es degraden seqüencialment mitjançant oxidacions repetides en el carboni β (carboni 3) 13. Quina és la seqüència de reaccions de la β-oxidació? (a) oxidació que genera un doble enllaç entre els carbonis 2 i 3; (b) hidratació del doble enllaç que addiciona un hidroxil en el carboni 3; (c) una oxidació de l’hidroxil del carboni 3; (d) una escissió tiolítica, és a dir trencament de l’enllaç C2-C3 per addició de coenzimA.
14. En cada cicle de β-oxidació s’alliberen dos molècules de NADPH i una d’acetil-CoA, i l’àcid gras s’escurça en 2 carbonis.
F. (La β-oxidació d’un àcid gras, produeix un FADH 2 i un NADH per volta. No produeix NADPH, coenzim reduït que s’utilitza en la síntesi dels àcids grassos) 15. Per què els àcids grassos de cadena senar proporcionen substrats gluconeogènics? La degradació dels àcids grassos de cadena senar proporciona propionilCoA que pot donar un intermediari del cicle de l’àcid cítric, el succinilCoA, precursor d’oxalacetat i per tant, via gluconeogènesi, de glucosa.
16. En el fetge, en condicions de dejuni, l’excés d’acetil-CoA, producte de la degradació dels àcids grassos, és convertit en cossos cetònics. (V) 17. Els cossos cetònics usats com a combustibles pels teixits són: l’acetona, l’acetoacetat i l’ hidroxibutirat (3-hidroxibutirat).
F. (Els cossos cetònics emprats com a combustibles, són l’acetoacetat i l‘ hidroxibutirat, però no l’acetona, que és volàtil i es perd en la respiració).
18. Els cossos cetònics són combustibles perquè en els teixits es transformen en acetil-CoA. (V) 19. El fetge, en situacions de dejuni prolongat, també utilitza els cossos cetònics com a combustible.
F. (El fetge no té l’enzim transferasa que activa l’acetoacetat per unió al coenzimA, activació indispensable per a l’escissió de l’acetoacetat en dues molècules d’acetil-CoA).
20.En dejuni prolongat, principalment, la utilització dels cossos cetònics per part del cervell, és el que permet estalviar molta glucosa i disminuir la tassa de degradació de les proteïnes musculars. (V) 21. En quin compartiment subcel·lular es sintetitzen els àcids grassos? Es sintetitzen en el citoplasma.
22.Quines són les fases principals en la síntesi dels àcids grassos? La formació de malonil-CoA a partir d’acetil-CoA i l’elongació de l’acetilCoA fins a palmitat 23.Quins enzims duen a terme les fases principals que acabes de descriure? L’acetil-CoA carboxilasa i l’enzim multifuncional àcid gras-sintasa 24.El malonil-CoA és en realitat una molècula d’acetil-CoA carboxilada.
(V) 25.Quins són els substrats que es condensen en el primer cicle d’elongació catalitzat per l’àcid gras-sintasa? Acetil-CoA i malonil-CoA 26.Quans cicle d’elongació són necessaris per a la síntesi del palmitat (C16)? Calen 7 cicles d’elongació, ja que cada cicle afegeix 2 carbonis a la molècula inicial d’acetil-coA 27.La seqüència de reaccions, en cada cicle d’elongació, que catalitza l’àcid gras-sintasa són: oxidació, hidratació, oxidació i escissió tiolítica.
F. (L’elongació dels àcids grassos és un procés de síntesi reductora. La seqüència de reaccions és: (a) condensació d’acetil-CoA (o acil-CoA) amb malonil-CoA, (b) reducció del carbonil del carboni 3 a hidroxil, (c) deshidratació que condueix a la formació d’un doble enllaç entre els carbonis 2 i 3, i (d) reducció del doble enllaç per a formar un àcid gras saturat de n carbonis.
28.Tant en la síntesi com en la degradació dels àcids grassos, en totes les etapes, els intermediaris metabòlics estan units a CoA.
F. (En la degradació estan units a CoA però en la síntesi, únicament ho estan els substrats precursors activats (acetil-CoA i malonil-CoA). En totes les altres etapes els intermediaris estan lligats a grups tiol de l’àcid gras-sintasa (tiol de l’enzim condensant i tiol de la proteïna transportadora de grups acil, ACP).
29.En quin compartiment subcel·lular es forma l’acetil-CoA utilitzat en la síntesi dels àcids grassos? L’acetil-CoA es forma a la matriu mitocondrial, a partir del piruvat, per acció de la piruvat deshidrogenasa.
30.Per a la síntesi dels àcids grassos, l’acetil-CoA mitocondrial es transporta al citosol en forma de citrat. (V) 31. El transport de l’acetil-CoA de la matriu al citosol proporciona també part del NADPH necessari per a la síntesi dels àcids grassos. (V) REGULACIÓ 32.La β-oxidació s’inhibeix quan la càrrega energètica i el nivell dels productes, acetil-CoA i NADH, és elevat. (V) 33.La síntesi d’àcids grassos s’activa quan el nivell de glucosa i la càrrega energètica de la cèl·lula és elevada. (V) 34.Quin és l’enzim regulador de l’entrada dels àcids grassos a la matriu mitocondrial? La carnitina acil transferasa I (CAT I ó CPT I), que condensa l’àcid gras activat per unió al coenzim A amb la carnitina 35.Per què l’acetil-CoA carboxilasa és el principal enzim regulador del metabolisme dels àcids grassos? La seva regulació controla la formació de malonil-CoA, intermediari específic de la síntesi d’àcids grassos. El malonil-CoA és a la vegada inhibidor al.lostèric de la CPT I i per tant regula l’entrada dels àcids grassos a l’interior de la matriu mitocondrial, pas necessari per a que es doni la seva degradació.
36.El citrat actua sobre l’acetil-CoA carboxilasa provocant la polimerització de l’enzim en filaments actius. (V) 37.Nivells elevats de palmitoil-CoA inhibeixen l’acetil-CoA carboxilasa.
(V) 38.Una càrrega energètica baixa inhibeix l’acetil-coA carboxilasa. (V) 39.El glucagó i l’adrenalina activen per fosforilació l’acetil-CoA carboxilasa.
F. (La fosforilació via PKA inhibeix la carboxilasa).
40.La insulina inactiva per desfosforilació l’acetil-CoA carboxilasa.
F. (La insulina activa l’acetil-CoA carboxilasa per desfosforilació).
RESPOSTES TEMA 16–METABOLISME DEL COLESTEROL 1. F.
La degradació del colesterol no té interès energètic. El colesterol es degrada per a produir precursors d’hormones esteroides, d’àcids biliars i de vitamina D.
2. F.
Tots els àtoms de carboni del colesterol deriven exclusivament de l’acetil-CoA.
3. F.
A diferència dels cossos cetònics, la síntesi del colesterol és citoplasmàtica.
4. V.
5. El substrat és el HMG-CoA (3-hidroxi-3-metilglutaril CoA) i el producte és el mevalonat.
6. Utilitza el NADPH, el mateix tipus de coenzim utilitzat en la síntesi dels àcids grassos.
7. V.
La velocitat de la síntesi del colesterol augmenta quan hi ha nivells baixos de colesterol en els teixits.
8. Té una regulació per retroalimentació, principalment per canvis en la quantitat i activitat de la reductasa: alts nivells de colesterol en els teixits disminueixen la quantitat d’enzim, a l’inhibir l’expressió gènica i a l’augmentar la tassa de degradació de l’enzim. També és regula per fosforilació reversible, per control hormonal.
9. V.
10. V.
El precursor fonamental del colesterol i d’altres importants biomolècules pels organismes és el 3-isopentenil pirofosfat (3-IPP), un isoprè de 5 carbonis activat per la unió a pirofosfat, que deriva del mevalonat.
11. F.
La formació d’un isoprè activat a partir del mevalonat requereix la despesa de tres ATPs.
12. F.
Requereix la condensació de dos tipus diferents d’isoprens activats. Un d’ells (el 3-IPP) deriva del mevalonat, l’altre (el dimetilalil pirofosfat) s’obté per isomerització de l’anterior.
13. V.
La condensació de 3 isoprens activats proporciona una molècula de 15 carbonis, i es necessita la condensació de dues d’aquestes molècules de 15 carbonis per a formar l’esqualè.
14. V. L’esqualè és el resultat de la condensació de dues molècules de 15 carbonis (farnesil pirofosfat).
15. Perquè el primer pas de la ciclització de l’esqualè a colesterol requereix oxigen.
16. En una reacció catalitzada per una epoxidasa, l’oxigen forma un epòxid entre els carbonis 2 i 3 de l’esqualè, que facilitarà posteriorment la ciclització de la molècula.
17. F.
El colesterol i els triglicèrids tenen un sistema de transport molt específic; són transportats en forma de lipoproteïnes.
18. Les lipoproteïnes són partícules globulars amb un nucli lipídic molt hidrofòbic i una coberta formada per lípids més polars i per proteïnes específiques, que permeten la solubilització i transport, en els fluids corporals, dels lípids hidrofòbics.
19. V.
20.F.
Són sintetitzades per l’intestí i pel fetge.
21. V.
Els quilomicrons són partícules de gran mida que transporten els lípids de la dieta a l’organisme.
22.V.
23.V.
Relativament transporten molta més quantitat de triglicèrids que de colesterol.
24.Sintetitza i secreta lipoproteïnes de molt baixa densitat: VLDL.
25.Principalment són les LDL (de baixa densitat), que transporten el 60% del colesterol circulant a la sang, i les HDL (d’alta densitat) que transporten el 30%.
26.V.
27.Perquè a diferència de les LDL, les HDL porten més contingut de colesterol lliure (no tant hidrofòbic com el colesterol esterificat amb àcids grassos), i perquè transporten de manera inversa el colesterol, és a dir, retiren l’excés de colesterol dels teixits.
28.V.
29.F.
Són receptors específics localitzats en regions especialitzades de la membrana, les depressions recobertes, riques en proteïna clatrina, que participen activament en la endocitosi.
30.V.
Seminari-PURIFICACIÓ DE PROTEÏNES 1. Si volem purificar una proteïna que es troba a orgànuls subcel·lulars molt grans, haurem de centrifugar l’homogenat amb una ultracentrífuga a moltes revolucions per minut (100.000g).
V F 2. Normalment quan volem concentrar un extracte de proteïnes, les precipitem amb sulfat amònic. Després de centrifugar ens interessa recuperar la fracció que precipita.
V F 3. La solubilitat de la majoria de les proteïnes disminueix a l’augmentar la concentració de sal.
V F 4. La diàlisi serveix per separar proteïnes de diferent mida a través d’una membrana semipermeable.
V F 5. Si volem purificar una proteïna de 20.000 Da d’una barreja de proteïnes de mida més gran podem utilitzar una columna de filtració per gel de límit d’exclusió de 5.000 Da.
V F 6. La filtració per gel permet determinar el pes molecular aproximat de les proteïnes natives.
V F 7.
Quina de les dues parelles següents de proteïnes poden separar-se millor per gel filtració, i explicar per què? A. Hemoglobina humana i albúmina sèrica humana.
B. Ribonucleasa de pàncreas boví i glutamat deshidrogenasa de fetge boví.
8. Dels tres tipus de cromatografia en columna següents, quina ens permet obtenir proteïnes més pures: A. Filtració per gel B. Bescanvi iònic C. Afinitat 9.
En les cromatografies de bescanvi iònic i afinitat generalment ens interessa que la proteïna a purificar quedi retinguda a la columna.
V F 10. Generalment un únic tipus de cromatografia en columna és suficient per purificar a homogeneïtat una proteïna.
V F 11. Per eluir, és a dir, desenganxar una proteïna lligada a una columna de filtració per gel cal aplicar un gradient de sal.
V F 12. La cromatografia de bescanvi iònic ens permet separar les proteïnes atenent a la seva mida.
V F 13. Les cromatografies de bescanvi iònic només permeten purificar proteïnes carregades positivament.
V F 14. Per eluir una proteïna d’una columna de bescanvi iònic és suficient incrementant el volum de l’eluent.
V F 15. En general la cromatografia d’afinitat permet obtenir fraccions de proteïna molt purificada.
V F 16. Les etapes de purificació permeten obtenir fraccions de la proteïna d’interès cada cop més diluïda.
V F 17. L’activitat específica d’una proteïna augmenta a mida que avancen les etapes de purificació.
V F 18. Si dos protocols de purificació d’un enzim donen al final del procés les següents activitats específiques: 1500 Unitats/mg (A) i 4000 Unitats/mg (B), el protocol A permet obtenir preparacions de més puresa.
V F 19. Completa la següent taula de purificació.
Proteïna total (mg) Procediment Homogenat Activitat total Activitat (unitats) Específica (unitats mg-1) 20.000 4.000.000 Precipitació (NH4)2SO4 Cromatografia bescanvi iònic 5.000 3.000.000 1.500 1.000.000 Cromatografia filtració per gel.
500 750.000 45 675.000 Cromatografia d'afinitat Nivell de Rendiment purificació (%) Activitat 1 100 20. Un bioquímic troba i purifica un enzim nou i obté la taula anterior de purificació: A. Quin dels passos de purificació utilitzats per purificar aquest enzim és el més efectiu (és a dir, que dóna el màxim augment en puresa)?.
B. Quin dels passos és el menys efectiu? C. Hi ha alguna indicació en els resultats d’aquesta taula que ens indiqui que l’enzim és pur, desprès del pas número 5? D. Què més es podria fer per comprovar la puresa de la preparació enzimàtica?.
21. L’electroforesi en condicions no desnaturalitzants, separa les proteïnes exclusivament, en funció de la càrrega neta.
V F 22. En una electroforesi no desnaturalitzant, les proteïnes més petites i negatives avancen més ràpid.
V F 23. L’electroforesi en condicions desnaturalitzants s’utilitza per separar proteïnes en funció de la seva mida.
V F 24. El tractament de les proteïnes amb β–mercaptoetanol i SDS trenca els enllaços peptídics.
V F 25. Les proteïnes tractades amb SDS queden carregades positivament i és desplacen cap el pol negatiu d’un camp elèctric.
V F 26. Si volem saber el pes molecular d’una proteïna nativa de vàries subunitats, podem fer: A. Una electroforesi no desnaturalitzant.
B. Una electroforesi desnaturalitzant (amb SDS).
27. Determinar el pes molecular d’una proteïna monomèrica que ha recorregut una distància de 2 cm, en una electroforesi on el colorant indicador ha arribat a la distància de 5 cm dels pous.
28. Una proteïna en condicions de composició de tampó, pH i temperatura fisiològics, presenta un pes molecular, mesurat per equilibri de sedimentació, de 140.000 g/mol (= daltons). Quan la mateixa proteïna s’estudia per electroforesi en gel amb SDS, en absència i presència de l’agent reductor β-mercaptoetanol, s’observen els patrons dels carrils A i B respectivament. El carril C conté estàndards del pes molecular indicat. A partir d’aquestes dades descriure com serà la proteïna nativa, des del punt de vista dels tipus de subunitats, nombre de subunitats i tipus d’enllaç (covalent o no) que existeix entre les subunitats.
29. En electroforesi de SDS-poliacrilamida, una proteïna de 90 KDa, formada per una sola cadena, es desplaça més lentament que una altra de 40 KDa. Pel contrari, la proteïna de 90 KDa surt abans en una columna de gel filtració. Quina és la raó d’aquesta diferència?.
30. Les 5 proteïnes següents, de les quals s'indica el seu pes molecular i el punt isoelèctric, es van separar mitjançant una electroforesi en gel de poliacrilamida i SDS. Indica el seu ordre de migració des de l'inici del gel (lloc d'aplicació de les mostres ) fins al final del gel.
A) a-antitripsina B) citocrom c C) mioglobina D) albúmina sèrica E) transferrina Pès molecular (Da) 45000 13400 17000 69000 90000 pI 5.4 10.6 7.0 4.8 5.9 19 Completa la següent taula de purificació.
Proteïna total (mg) Activitat total Activitat (unitats) Específica (unitats mg-1) Homogenat 20.000 4.000.000 200 Nivell de Rendiment purificació (%) Activitat 1 100 Precipitació (NH4)2SO4 Cromatografia bescanvi iònic 5.000 3.000.000 600 3 75 1.500 1.000.000 666.6666 3,3 25 Cromatografia filtració per gel.
500 750.000 1.500 7,5 18,75 45 675.000 15.000 7,5 16,87 Procediment Cromatografia d'afinitat 20. Un bioquímic troba i purifica un enzim nou i obté la taula anterior de purificació: A. Quin dels passos de purificació utilitzats per purificar aquest enzim és el més efectiu (és a dir, que dóna el màxim augment en puresa)?. La cromatografia d’afinitat.
B. Quin dels passos és el menys efectiu? La cromatografia de bescanvi iònic.
C. Hi ha alguna indicació en els resultats d’aquesta taula que ens indiqui que l’enzim és pur, desprès del pas número 5? No, En el últim pas ha augmentat molt l’activitat específica. Podria ser pura però no en podem estar segurs.
D. Què més es podria fer per comprovar la puresa de la preparació enzimàtica?. Una electroforesi en gel de poliacrilamida en presència de SDS.
26. Si volem saber el pes molecular d’una proteïna nativa de vàries subunitats, podem fer: A. Una electroforesi no desnaturalitzant.
B. Una electroforesi desnaturalitzant (amb SDS).
Cap de les dues opcions és bona.
En la electroforesi no desnaturalitzant la mobilitat de la proteïna no depèn només de la seva mida, també hi influeix la seva càrrega.
En la electroforesi en presència de SDS tindrem el pes molecular de les subunitats, però si no sabem el nº de subunitats que conformen la proteïna no podem esatblir el pes molecular de la proteïna nativa.
S’haurien d’emprar altres tècniques com per exemple la cromatografia de gel filtració.
27. Determinar el pes molecular d’una proteïna monomèrica que ha recorregut una distància de 2 cm, en una electroforesi on el colorant indicador ha arribat a la distància de 5 cm dels pous.
Mobilitat relativa = distància recorreguda en el gel per la proteïna/ distància total recorreguda pel front (blau) = 2cm/5cm= 0,4, això ho extrapolem en el gràfic i obtenim el valor de 35 KDa aproximadament.
28. Una proteïna en condicions de composició de tampó, pH i temperatura fisiològics, presenta un pes molecular, mesurat per equilibri de sedimentació, de 140.000 g/mol (= daltons). Quan la mateixa proteïna s’estudia per electroforesi en gel amb SDS, en absència i presència de l’agent reductor β-mercaptoetanol, s’observen els patrons dels carrils A i B respectivament. El carril C conté estàndards del pes molecular indicat. A partir d’aquestes dades descriure com serà la proteïna nativa, des del punt de vista dels tipus de subunitats, nombre de subunitats i tipus d’enllaç (covalent o no) que existeix entre les subunitats.
Proteïna nativa: 140.000 daltons El carril A amb SDS i en absència de β-mercaptoetanol indica que almenys consta de dues subunitats de 70.000 daltons unides entre si per forces febles.
El carril B en presencia de SDS i β-mercaptoetanol indica que hi ha en realitat 4 subunitats, dues de 30.000 i dues de 40.000 daltons.
Cada “subunitat” de 70.000 daltons és de fet la unió per pont disulfur de 2 subunitats, una de 30.000 i l’altra de 40.000 daltons.
El carril C són les proteïnes emprades com a marcador de mida.
Resumint: l’electroforesi combinada amb l’equilibri de sedimentació ens indica que la proteïna nativa consta de 4 subunitats. I que una de 30.000 i una de 40.000 estan unides entre si per pont disulfur.
29. En electroforesi de SDS-poliacrilamida, una proteïna de 90 Kd, formada per una sola cadena, es desplaça més lentament que una altra de 40 Kd. Pel contrari, la proteïna de 90 Kd surt abans en una columna de gel filtració.
Quina és la raó d’aquesta diferència?.
El la gel filtració les proteïnes més grans avancen més ràpid perquè tenen més dificultat per entrar en els porus i fan un recorregut més petit. En canvi en un gel d’electroforesi tenen més dificultat per avançar en la malla de poliacrilamida que les proteïnes més petites, i per tant avancen més lentament en el gel.
20 Les 5 proteïnes següents, de les quals s'indica el seu pes molecular i el punt isolelèctric, es van separar mitjançant una electroforèsi en gel de poliacrilamida i SDS. Indica el seu ordre de migració des de l'inici del gel (lloc d'aplicació de les mostres ) fins al final del gel.
A) a-antitripsina B) citocrom c C) mioglobina D) albumina sèrica E) transferrina E(1)-D(2)-A(3)-C(4)-B(5) Pes molecular (Da) 45000 13400 17000 69000 90000 pI 5.4 10.6 7.0 4.8 5.9 ...