Základy biochemie

Iontový součin (produkt) vody je číslo, které udává následující: je to koncentrace ionizovaných molekul vody ve zcela čisté vodě. je to součin koncentrací hydroxylových iontů a protonů, které vznikají ionizací molekul vody. Disociace kyseliny iontový součin snižuje. je to rovnovážná konstanta disociace vody. je to součin koncentrací hydroxylových iontů a protonů, které vznikají ionizací molekul vody. Disociace kyseliny iontový součin zvyšuje.

Mezi vlastnosti vody patří: nízké výparné teplo vzhledem k počtu vodíkových můstků. led má nízkou hustotu, protože má méně vodíkových můstků. hmyz na ní může bruslit, protože má vysoké povrchové napětí. jsou v ní vyšší iontové interakce než ve vakuu. velké povrchové napětí. vyšší elektrostatické interakce ve vakuu.

Hydrofobní molekuly se shlukují ve vodě: klesne entropie. vzroste entropie. protože interakce mezi molekulami vody jsou větší než mezi vodou a tou látkou. protože se navzájem přitahují. síla kyseliny je určena její Ka. slabé kyseliny plně disociují.

Co představuje sekvence (Gly-Pro-Hyp)n: elastin. kolagen. fibroin. keratin.

Co stabilizuje sekundární strukturu proteinů?. alfa helix - vodíkové můstky mezi CO a NH skupinou se opakují každé 4 jednotky. alfa helix – vodíkové můstky mezi CO a NH skupinou se opakují každé 3 jednotky. beta list - vodíkové můstky mezi CO a NH skupinou. beta list - vodíkové vazby mezi CO a NH skupinou se opakují každé 2 jednotky.

Konformace proteinů: je jen jedna možná. nativní se dosahuje působením enzymů – chaperonů. se mění v průběhu enzymatického cyklu. je ovlivněna pH.

Nukleofilní skupiny jsou: hydroxylová. amino. protonizovaná iminoskupina. imidazolová skupina.

Stabilita proteinů: iontové síly přispívají hodně, protože jsou silné. vodíkové můstky jsou slabé, a proto přispívají málo. elektrostatické síly přispívají hodně. hydrofobní interakce jsou slabé a přispívají proto ke stabilitě proteinů málo.

Fosforylace: se děje na zbytcích Cys, Ser a Tyr. za spotřeby ATP jí dělají kinázy. defosforylací se už ATP nedá získat. mění izoelektrický bod.

Alanin má pKa 9.87 a 2.35. při pH (asi) 12 platí: alanin bude zcela ionizován. bude putovat v elektrickém poli. při pH 2.38 putuje ke kladné elektrodě. při pH 9.87 část ke kladné a část k záporné. při pH 7 neputuje v elektrickém poli.

Proč jistá ryba z Antarktidy nemá hemoglobin: protože ve studené vodě není potřeba kyslík. má jiné barvivo. nepotřebuje jej, protože ve studené vodě je kyslík dobře rozpuštěn.

Při srpkovité anémii se vymění Val6 za Glu6, což způsobí: hemoglobin váže O2 při nízkém pO2. hemoglobin kyslík pevně naváže a nemůže ho ,,odvázat“. není stíněn náboj železa.

Myoglobin se od hemoglobinu odlišuje: má hem pevně vázaný v globinu. má větší afinitu k O2. má FeII. má Fe kovalentně vázané v porfyrinu.

Bohrův efekt: nenastává při navázání CO. souvisí s uvolněním H+ při navázání CO2. uvolnění H+ z koncových COOH změnou konformace konců. uvolnění H+ po navázání O2 v důsledku zrušení některých iontových vazeb.

Enzymy: snižují aktivační energii reakce. prodlužují životnost přechodného komplexu. zvyšují V0, ale neovlivní VM.

Do které třídy enzymů patří hexokináza?. Lyázy. Transferázy. Ligázy. Oxidoreduktázy.

Některé významné reakce jsou katalyzovány multienzymovými komplexy. V rámci citrátového cyklu je takovým komplexem oxoglutarát-dehydrogenázový komplex. Součástí komplexů dýchacího řetězce je malát – dehydrogenázový komplex. Základní enzymové aktivity komplexu syntézy mastných kyselin jsou součástí jednoho proteinového řetězce. Enzymové aktivity fosfofruktokinasy i fruktosa 1,2 – bisfosfatasy jsou součástí jednoho proteinového řetězce.

ΔG může být ovlivněno: změnou teploty. změnou pH. změnou rovnovážné konstanty reakce. změnou EA.

Když měříme Km a Vmax, musí být splněné podmínky: rychlost vzniku ES musí růst. d[ES]/dt~0. [S] je blízká stavu v t=0 a P přibližně 0.

ΔG katalyzované reakce: ΔG souvisí s rychlostí reakce. ΔG souvisí s rovnovážnou koncentrací. ΔG souvisí se změnou aktivační energie.

Co vzniká heterolytickým a homolytickým dělením vazby C-H: při heterolytickém štěpení vzniká karbaniont a H+, toto štěpení je nejčastější v živých soustavách. při homolytickém štěpení vzniká karbaniont a H+, toto štěpení je nejčastější v živých soustavách. při homolytickém štěpení vzniká dvojice radikálů. při heterolytickém štěpení vzniká karbkationt a H-, především je-li přítomen FAD.

Počet chirálních center v ribose se sníží: fosforylací. přidáním nějaké skupiny. záměnou OH za H. linearizací.

Vyberte pravdivá tvrzení o N-glykosilaci: vzniká spojením NH2 skupiny aspartátu s C1 cukru, většinou N-acetylglukosaminu. vzniká propojením N a COOH. vzniká spojením přes amidovou skupinu.

Alespoň jeden anomerní uhlíkový atom v následujících sacharidech není součástí glykosidické vazby, ani není oxidován. Vyberte molekulu, pro kterou toto tvrzení platí: kyselina glukuronová. kyselina N-acetylmuramová. maltóza. sacharóza.

Které z následujících tvrzení platí o vazbě cukrů v N-glykoproteinech?. vazba cukru probíhá prostřednictvím NH2 skupiny argininu, nejčastěji v beta konfiguraci. vazba cukru probíhá prostřednictvím dusíku acetylglukosaminu a COOH skupiny aspartátu. vazba cukru, nejčastěji N-acetylglukosaminu, probíhá prostřednictvím acetylu na C2 a NH2 skupiny na proteinu. vazba cukru, nejčastěji N-acetylglukosaminu, probíhá prostřednictvím amidové skupiny NH2 asparaginu a C1 cukru.

Jak vznikají aldonové a uronové kyseliny?. oxidací na C1 cukru slabými oxidačními činidly vznikají aldonové kyseliny. oxidací na C6 cukru silnými oxidačními činidly vznikají uronové neboli alduronové kyseliny. laktony vznikají cyklizací jedné z těchto kyselin s nějakou OH skupinou stejného řetězce. glukuronová kyselina vzniká oxidací alkoholové skupiny na C6 na karboxylovou. tvorbou pyranóz a furanóz u uronových kyselin vznikají laktony.

Aldonové i uronové kyseliny jsou biologicky velmi významné složky mukopolysacharidů i proteoglykanů. Posuďte správnost tvrzení: karboxylová skupina aldonových kyselin vzniká mírnou oxidací aldehydové skupiny příslušných aldóz. karboxylová skupina uronových kyselin vzniká oxidací keto skupiny odpovídajících ketóz. karboxylová skupina kyseliny D-glukuronové je na místě primární alkoholové skupiny na C6. pyranosové či furanosové formy urnových kyselin se nazývají laktony.

Sacharóza. je syntetizována z UDP-glukózy a fruktóza-6-fosfátu. je syntetizována z CDP-glukózy a fruktózo-6-fosfátu.

Glykolýzu lze charakterizovat jako: dekarboxylaci. dehydrogenaci. dehydrataci.

Místem substrátové fosforylace (fosforylace ADP na ATP) v glykolýze je reakce: hexokinasy. fosfofruktokinasy. glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenasy. fosfoglycerátkinasy.

Do glykolýzy mohou vstupovat různé hexosy. galaktóza je fosforylována galaktokinasou na galaktosu-6-fosfát, který je substrátem hexosafosfátizomerasy. fruktóza je ve svalové tkáni substrátem hexokinasy a tak vzniká přímo fruktosa-6-fosfát. fruktóza je v játrech substrátem fruktokinasy a tak vzniká přímo fruktosa-6-fosfát. fruktóza je v játrech substrátem fruktokinasy a tak vzniká fruktosa-1-fosfát, který je substrátem fosfofruktokinasy.

Posuďte pravdivost následujících tvrzení o aldolasové reakci v glykolýze. Mějme na mysli aldolasy třídy I u živočichů. substrátem je hexosa, která dává vznik dvěma aldotriosám. substrátem je fruktosa-1,6-bifosfát, který vytváří Schiffovu bázi (iminiový kationt) s enzymem. substrátem je fruktosa-1,6-bifosfát, přičemž fosforylace na obou uhlících je nezbytná pro aldolasy I.A. při katabolismu fruktosy v játrech je přítomna aldolasa I.B, která štěpí fruktosu-1-fosfát.

Které tvrzení o mechanismu pyruvát dekarboxylasy je pravdivé?. Substrát je dekarboxylován po připojení na lipoyllisylové raménko. Substrát je dekarboxylován po připojení na TPP. Lipoyllisylové raménko je po odevzdání acetyl-CoA redukované a musí se oxidovat. Lipoyllisylové je po odevzdání acetyl-CoA oxidované a musí se redukovat.

Ribóza 5P vzniká v pentózovém cyklu: ribulosou 5 P isomerasou. xylulosou 5 P epimerasou. fru 6 P a GAP transketolasou. sedoheptulosou 7 P transaldolasou a erythrosa 4 P transaldolasou.

Co probíhá, nebo vzniká oxidačními reakcemi v pentofosfátové dráze?. NADPH a glyceraldehyd-3-fosfát. oxidativní dekarboxylace. aldolasové štěpení.

Která dvojice enzymů je regulována jednou látkou s reciprokým efektem: fosfoenolpyruvát karboxykinasa a pyruvátkinasa. fruktosa 1,6 bisphosphatasa a fosfofruktokinasa. glukosa 6 fosfatasa a glukokinasa. glukosa 6 fosfatasa a hexokinasa.

Oxidace glukosy poskytne 36 až 38 ATP, předpokládejme, že je to 36 ATP – rozhodněte, jestli výtěžky souhlasí: pyruvát -> 15 ATP. fruktosa-1,6-bisfosfát -> 38 ATP. fosfoenolpyruvát -> 16 ATP. dihydroxyacetonfosfát -> 17 ATP. DHAP -> 19 ATP.

Co se uplatňuje v glukoneogenezi: konverze malátu na oxaloacetát. štěpení ATP. PEPCK. isocitrát lyasa.

Glykogenfosforylasa: je přímo aktivována glykogenfosforylasou kinasou. je inhibována fosfoproteinfosfatasou I. je přímo aktivována vysokou hladinou cAMP. je aktivována Ca2+.

Proteiny Ca2+ se účastní regulace metabolismu glykogenu ve svalu tak, že: aktivují prostřednictvím kalmodulinu protein kinasu A – PKA. alostericky aktivují glykogensynthasu. se váží na δ-podjednotku kinasy fosforylasy. aktivují glykogensynthasu prostřednictvím kalmodulin-dependentní proteinkinasy.

Insulin stimuluje. vstup glukosy do svalových buněk. vstup glukosy do jaterních buněk. syntézu glykogenu v játrech prostřednictvím fosforylace glykogensynthasy. syntézu glykogenu v játrech prostřednictvím aktivace proteinkinasy A.

Vnitřní mitochondriální membrána: je nepropustná pro NADP, redukční ekvivalenty jsou předávány na první komplex z vnější strany membrány. je nepropustná pro NADP, redukční ekvivalenty jsou předávány prostřednictvím transportních cyklů (malát aspartátový a glycerolfosfátový). nepropustná pro ATP. to pak musí byt transportováno na účet membránového potenciálu vnitřní membrány. nepropustná pro ATP, takže ATP musí byt vyměněno za ADP cytosolickým.

Q cyklus se uplatňuje při: přenosu elektronů v rámci cytochrom-oxidasy. rotaci pohyblivé části komplexu FoF1 ATP-synthasy. reakcích komplexu III. postupné redukci molekuly kyslíku na vodu.

Cytochrom c je součástí řetězce transportu elektronů v mitochondriích. Cytochrom c: je součástí transmembránového komplexu cytochrom-oxidasy (komplexu IV), spolu s cytochromy a a a3. je součástí transmembránového komplexu ubichinol-cytochrom c-reduktasy (komplex III), spolu s cytochromy b a c1. není membránovým proteinem. obsahuje železo, a to jako součást hemové prostetické skupiny.

Cytochrom c: funkčně spojuje komplex II a komplex IV. přenáší právě jeden elektron.

Při oxidativní fosforylaci jdou elektrony z komplexu I: na CoQ. na komplex II a pak na CoQ. na komplex III a pak na CoQ. na CoQ a pak na komplex II.

Koenzym Q: přenáší elektrony mezi komplexem I a III. přenáší elektrony mezi komplexem II a III. v rámci Q-cyklu přenáší 2 protony na každý elektron přenesený na cytochrom c1. v rámci Q-cyklu přenáší jeden proton na každý elektron přenesený na cytochrom c1.

Jaké transportní systémy jsou přítomny na vnitřní mitochondriální membráně: antiport ATP-ADP. antiport NAD+/NADH. translokátor pro karnitin. antiport malát-aspartát.

F0F1-ATPáza...jak probíhají reakce, když je obrácena v mitochondriální membráně opačným směrem?. když nefunguje protonový gradient a dodáme do vnějšího (intermembránového) prostoru ATP, bude probíhat její degradace(na ADP) a FOF1-ATPáza se bude točit obráceným směrem. to samé, ale FOF1-ATPáza se bude otáčet stejným směrem. nefunkční protonový gradient, ale ATP z vnější strany mitochondriální membrány bude přenášena dovnitř mitochondrie a poté teprve reakce s FOF1-ATPázou. bude funkční protonový gradient, [H] in>[H] ex a ATP bude vznikat z ADP a P na alfa, beta podjednotkách.

Vyberte správné tvrzení: NADH v cytoplasmě přenáší e- přímo na komplex I v membráně. NADH přenáší e- do oxidačního řetězce pře glycerolfosfátový a malát-aspartátový cyklus. komplex III přenese 2H+ na každý e- z CoQ.

FAD. se využívá v mitochondriích místo NADH, který není možno přenášet přes mitochondriální membránu. je využíván v mitochondriích při malát-aspartátovém cyklu. přenáší 2e- a 2H+ a současně NAD přenáší 2e- a 1H+.

Isocitrátlyáza katalyzuje. dehydratací isocitrátu na cis akonitát. dekarboxylaci isocitrátu na oxoglutarát. štěpení isocitrátu na sukcinát a oxalacetát. štěpení isocitrátu na sukcinát a glyoxylát.

Z následujících aminokyselin vyberte takové, které jsou všechny katabolizovány na společný meziprodukt Krebsova cyklu: Ala, Leu, Ile, Met. G, S, Q, N. Lys, Leu, Ser, Cys. P, E, N, R.

Vysoké hladiny citrátu v buňce signalizují dostatek energie: proto citrát alostericky aktivuje karboxylasu acetyl-CoA. proto citrát snižuje aktivitu pentosofosfátové dráhy. proto citrát alostericky aktivuje malátdehydrogenasu. proto citrát v játrech snižuje vstup glukosy do buněk.

Unikátní vlastností biologických membrán jsou založeny na přítomnosti řady amfipatických molekul: fosfatidylinositoly obsahují inositol esterifikovaný dvěma mastnými kyselinami. fosfatidylcholiny obsahují glycerol esterifikovaný dvěma mastnými kyselinami. sfingolipidy obsahují aminoalkohol sfingosin esterifikovaný dvěma mastnými kyselinami. lysofosfolipidy vznikají z fosfolipidů působením fosfolipázy.

Správné tvrzení: fosfolipáza A1 štěpí C1-C2 vazbu na glycerolu. fosfolipáza A2 štěpí C1-C2 vazbu na glycerolu. působením fosfolipázy D vzniká kyselina fosfatidová. působením fosfolipázy C vzniká lysofosfolipid.

Oxidace nenasycených mastných kyselin, například kyseliny linolové, vyžaduje přítomnost dvou enzymů (navíc k enzymům přítomným) – které to jsou: isomerasa, která transformuje 3,4-cis,6,7-cis enoyl CoA na 2,3-trans,6,7-cis enoyl CoA. isomerasa, která transformuje 3,4-cis,6,7-cis enoyl CoA na 2,3-trans,7,8-trans enoyl CoA. specifickou hydratasu, která transformuje 2,3-cis enoyl CoA na D-3-hydroxyacyl CoA. specifickou epimerasu, která transformuje D-3-hydroxyacyl CoA na L-3-hydroxyacyl CoA.

Odbourávání mastných kyselin s dvojnými vazbami v molekule vyžaduje přítomnost dodatečných enzymů, navíc k těm, které v dráze β-oxidace fungují pro mastné kyseliny nasycené. Navíc musí být k dispozici. specifická thiolaza. specifická reduktasa. specifická hydratasa. specifická isomerasa.

Rozdíly metabolismů mastných kyselin při syntéze a degradaci v živočišné buňce. Syntéza probíhá v cytosolu, degradace v mitochondriích. Aktivace mastných kyselin při degradaci ovšem probíhá již v cytosolu. Syntéza využívá FADP, degradace využívá NAD a FAD. Při degradaci vzniká (hydratací) L-β-hydroxyacylová skupina, při syntéze je to D-β-hydroxyacylová skupina. Acetyl-CoA- karboxylasa se účastní degradace jako monomerní enzym, syntézy jako oligomerní enzym.

Ketonové látky a jejich životní role v organismu. Ketonové látky zejména acetoacetát a D-3- hydroxybutyrát jsou generovány především v jaterních mitochondriích. Ketonové látky acetoacetát a D-3- hydroxybutyrát jsou vytvářeny z acetyl-CoA. Ketonové látky (…..) jsou vytvářeny ze Sukcinyl-CoA. Ketonové látky acetoacetát a D-3- hydroxybutyrát, který vzniká redukcí acetoacetátu jsou využívány jako zdroj energie svalovou tkání.

Adipocyty slouží k ukládání a případnému opětnému mobilizování tukových zásob. O původu molekul triacylglycerolů v adipocytech lze říci: byly syntetizovány v játrech z volných mastných kyselin. byly syntetizovány v adipocytech z volných mastných kyselin. byly absorbovány ve střevě a přeneseny k adipocytům prostřednictvím chylomikronů. byly syntetizovány z mastných kyselin, které byly vytvořeny de novo v játrech.

Která tvrzení o cholesterolu jsou pravdivá: jeho prekurzorem je β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA). všechny jeho uhlíky pocházejí z acetylu. skvalen je složen z 8 izoprenových jednotek. je přítomen v plasmatické membráně. je prekurzorem vitaminů.

Do močovinového cyklu vstupuje: aspartát. fumarát.

Kyselina močová: kyselina močová je u plazů, ptáků a primátů posledním krokem degradace purinu. u člověka degradována až na močovinu. u vodních bezobratlých a ryb až na NH3.

Transaminace mají nezastupitelnou úlohu v metabolismu aminokyselin. Tyto enzymy ( A – NH2 + B vznikne A+B-NH2). Vytvářejí Schiffovu bázi mezi koenzymem a aminokyselinou enzymu. Vytvářejí Schiffovu bázi mezi koenzymem a substrátem. Vyžadují vazbu obou kyselin na enzym současně. Využívají mechanismus, při kterém spolu substráty na povrchu enzymu přímo neinteragují.

Metabolismus serinu: Serin je glukogenní, neboť poskytuje při odbourávání pyruvát. Serin je ketogenní, neboť poskytuje při odbourávání acetaldehyd. Serin – hydroxymethyltransferáza využívá jako koenzym pyridoxal-fosfát. Serin-hydroxymethyltransferáza využívá jako koenzym thiamin-difosfát.

S-adenosylmethyonin – SAM: vzniká při degradaci methioninu. se účastní methylace adrenalinu při vzniku noradrenalinu. je methylován N5,N10-methionin THF. obsahuje adenin. obsahuje atom síry. poskytuje metylovou skupinu. poskytuje thiolovou skupinu.

S-adenosyl-methionin (SAM) slouží jako donor při biosyntetických methylacích. Po methylaci může být SAM regenerován v reakcích zahrnujících N5 – methyltetrahydrofolát jako zdroj methylové skupiny. Jelikož SAM vzniká jako meziprodukt při odbourávání methioninu, může z něj vzniknout sukcinyl –CoA. SAM funguje při syntéze fosfatidylethanolaminu z fosfatidylcholinu. SAM funguje při syntéze adrenalinu z noradrenalinu.

Při katabolismu některých aminokyselin se uplatňuje dehydrogenace, při které s pomocí FAD vzniká dvojná vazba, následovaná hydratací a dehydrogenací za pomoci NAD+. Posuďte, zda k nim následující aminokyseliny patří: I. R. V. T.

Katabolismus purinů končí: kyselinou močovou u plazů. alantoinem u všech savců s vyjímkou primátů. alantoovou kyselinou u kostnatých ryb. močovinou u kostnatých ryb. amoniakem u mořských bezobratlých.

Tvorba deoxyribosových nukleotidů. Posuďte následující tvrzení: Tvorba probíhá syntézou de novo s využitím deoxyribozy. Tvorba probíhá redukcí odpovídajících ribonukleotidů ribonukleotid-reduktázami. Deoxyribonukleotid obsahující thymin vzniká methylací dUTP. Deoxyribonukleotid obsahující thymin vzniká methylací dUMP.

Acetyl CoA je tvořen v mitochondriích. oxidativní dekarboxylací pyruvátu. β-oxidací mastných kyselin. v reakcích Krebsova cyklu. v reakcích pentózové dráhy.