ΟΙ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ ΠΤΥΧΩΝΟΝΤΑΙ ΣΤΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΜΕ ΤΗ ΧΑΜΗΛΟΤΕΡΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ (σελ. 150-153)

Question 1

Από τι καθορίζεται η ιδιαίτερη τρισδιάστατη δομή κάθε είδος πρωτεΐνης;

Answer 1

Σειρά των αμινοξέων της αλυσίδας της

Question 2

Από τι καθορίζεται η τελική πτυχωμένη διαμόρφωση μιας πολυπεπτιδικής αλυσίδας;

Answer 2

Ενεργειακές παραμέτρους => Εκείνη στην οποία η ελεύθερη ενέργεια (G) είναι ελαχιστοποιημένη

Question 3

Τι συνεπάγεται ενεργειακά ευνοϊκό δίπλωμα;

Answer 3

• Απελευθέρωση θερμότητας
• Αύξηση της εντροπίας

Question 4

Τι χρησιμοποιήθηκε για την εργαστηριακή μελέτη του φαινομένου της πτύχωσης των πρωτεϊνών;

Answer 4

ΠΟΛΥ καθαρές πρωτεΐνες

Question 5

Τι ορίζεται ως μετουσίωση;

Answer 5

Η μετατροπή της πρωτεΐνης σε μια εύκαμπτη πολυπεπτιδική αλυσίδα που έχει **χάσει το φυσικό σχήμα **της.

Question 6

Με ποιον τρόπο γίνεται η μετουσίωση;

Answer 6

Επίδραση ορισμένων διαλυτών => διασπούν τις μη ομοιοπολικές αλληλεπιδράσεις: συγκρατούν τη δομή της διπλωμένης αλυσίδας

Question 7

Τι ορίζεται ως αναδιάταξη;

Answer 7

Υπό κατάλληλες συνθήκες (απομάκρυνση του διαλύτη αποδιάταξης) => η πρωτεΐνη αναδιπλώνεται ξανά => επανερχόμενη στην αρχική διαμόρφωση

Question 8

Τι υποδηλώνει η διαδικασία της αναδιάταξης;

Answer 8

Όλες οι πληροφορίες που είναι απαραίτητες για τον καθορισμό του τρισδιάστατου σχήματος μιας πρωτεΐνης περιέχονται στην αλληλουχία των αμινοξέων της

Question 9

Πότε μεταβάλλεται το σχήμα μιας πρωτεΐνης και τι επηρεάζει η αλλαγή αυτή;

Answer 9

Όταν η πρωτεΐνη αλληλεπιδρά με άλλα μόρια του κυττάρου => επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό η λειτουργία της

Question 10

Από τι παράγεται η ενέργεια που περιέχουν τα μόρια ενός ζωντανού κυττάρου;

Answer 10

1. Δονήσεις
2. Περιστροφές
3. Κινήσεις μεταφοράς των μορίων
4. Ενέργεια που αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς μεταξύ ατόμων

Question 11

Τι ορίζεται ως ελεύθερη ενέργεια G;

Answer 11

Μετρά την ενέργεια ενός μορίου => θεωρητικά θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή χρήσιμου έργου υπό σταθερή θερμοκρασία

Question 12

Σε τι μετριέται η G;

Answer 12

kcal/mole ή kJ/mole
1 kcal = 4.184 kJ

Question 13

Με ποιους 2 τρόπους μια χημική αντίδραση, που εξελίσσεται σε ένα απλό κύτταρο υπό σταθερή θερμοκρασία και χωρίς μεταβολή του όγκου, μπορεί να προκαλέσει αταξία;

Answer 13

1. Μεταβολές που δημιουργούνται στην ενέργεια δεσμών αντιδρώντων μορίων => προκαλέσουν απελευθέρωση θερμότητας => **αποδιοργανώνει το περιβάλλον γύρω από το κύτταρο **
2. Η αντίδραση μπορεί να ελαττώσει το βαθμό της τάξης αντιδρώντων μορίων. Π.χ.: να αποδομήσει μια μακριά αλυσίδα μορίων/ να διαταράξει μια αλληλεπίδραση που περιορίζει την περιστροφή δεσμών.

Question 14

Που χρησιμεύει η μέτρηση της ΔGο;

Answer 14

Για την πρόβλεψη της έκβασης μιας αντίδρασης;

Question 15

Τι ορίζεται ως πρότυπη μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας (ΔGο);

Answer 15

Κέρδος ή απώλεια ελεύθερης ενέργειας όταν παράγεται ένα mole προϊόντος υπό πρότυπες συνθήκες (όλα τα μόρια σε συγκέντρωση 1Μ και pH 7.0)

Question 16

Τι ορίζεται ως μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας;

Answer 16

Είναι οι μεταβολές της ελεύθερης ενέργειας που συμβαίνουν σε μια αντίδραση

Question 17

Ποιος είναι ο τύπος της ΔG;

Answer 17

Σε μια αντίδραση της μορφής: Α+Β => Γ+Δ είναι:
ΔG = [ελεύθερη ενέργεια (Γ+Δ)] - [ελεύθερη ενέργεια (Α+Β)]

Question 18

Τι ορίζεται ως ποσό αταξίας αντίδρασης;

Answer 18

Το άθροισμα:
* της μεταβολής της τάξης που επιφέρει η **αντίδραση στο εσωτερικό του κυττάρου **
* της μεταβολής της τάξης που επιφέρει στο περιβάλλον η εκλυόμενη θερμότητα

Question 19

Γιατί αποτελεί χρήσιμη παράμετρο για τους βιοχημικούς η ΔG;

Answer 19

Εκφράζει πόσο απέχει μια αντίδραση από την κατάσταση ισορροπίας

Question 20

Γιατί η αντίδραση διάσπασης ΑΤΡ έχει μεγάλη αρνητική ΔG;

Answer 20

Τα κύτταρα την διατηρούν μακριά από την κατάσταση ισορροπίας => συνθέτουν συνεχώς νέο ΑΤΡ

Question 21

Τι συμβαίνει όταν πεθαίνει το κύτταρο;

Answer 21

Το μεγαλύτερο μέρος του ΑΤΡ υδρολύεται => μέχρι να επέλθει ισορροπία (ΔG=0)
Αυτό σημαίνει ότι η αντίδραση θα προχωράει με τον ίδιο ρυθμό τόσο ως προς την μια κατεύθυνση όσο και ως προς την άλλη => όχι περαιτέρω μεταβολή

Question 22

Τι ορίζει το 2ο αξίωμα της θερμοδυναμικής;

Answer 22

Η αταξία του σύμπαντος μπορεί ΜΟΝΟ να ΑΥΞΑΝΕΙ

Question 23

Γιατί η ΔG πρέπει να είναι αρνητική για να προχωρήσει αυθόρμητα μια χημική αντίδραση;

Answer 23

Η ΔG μετρά την μεταβολή της τάξης που προκαλείται από μια αντίδραση => η ΔG είναι αρνητική όταν η αταξία του σύμπαντος αυξάνει
G(προϊόντων) - G(αντιδρώντων) = ΔG <0

Question 24

Εξηγήστε γιατί στο παράδειγμα υδρόλυσης της σουκρόζης η αντίδραση πραγματοποιείται αυθόρμητα, ενώ η αντίστροφη αντίδραση όχι.

Answer 24

Η διαφορά δ/τος σουκρόζης (100ml, 10mM) και δ/τος φρουκτόζης (10mM) & γλυκόζης (10mM) = -5,5 θερμίδες
Άρα η ανίδραση παραγωγής:
σουκρόζη => γλυκόζη + φρουκτόζη: πραγματοποιείται αυθόρμητα

Αντίθετα η αντίστροφη αντίδραση έχει +5,5 θερμίδες => δεν επιτυγχάνεται χωρίς την παροχή ενέργειας από μια συζευγμένη αντίδραση

Question 25

Τι δεν μας απασχολεί σε μια αυθόρμητη αντίδραση;

Answer 25

• Χρόνος
• Ταχύτητα

Question 26

Κινείται γρήγορα μια αντίδραση με αρνητικό ΔG;

Answer 26

Δεν είναι αναγκαίο ότι θα εξελιχθεί γρήγορα από μόνη της

Question 27

Αναφέρετε ένα παράδειγμα στο οποίο συμμετέχουν ένζυμα για να καταλυθεί μια αντίδραση.

Answer 27

Καύση της γλυκόζης στο οξυγόνο:
Εξαιρετικά ευνοϊκή αντίδραση => μπορεί να μην πραγματοποιηθεί ποτέ χωρίς τα ένζυμα

Question 28

Ποιος είναι ο ρόλος των ενζύμων και τι δεν μεταβάλλουν;

Answer 28

• Καταλύουν αντιδράσεις
• Αυξάνουν την ταχύτητά τους

ΔΕΝ μεταβάλλουν την ΔGο της αντίδρασης

Question 29

Τι σχέση υπάρχει ανάμεσα σε ΔGο και Κ έχω;

Answer 29

Σταθερή σχέση

Question 30

Τι σημαίνει η σχέση ΔGο και Κ για μια αντίδραση;

Answer 30

Σε μια αντιστρεπτή αντίδραση => θα προχωρήσει μέχρι ο λόγος των συγκεντρώσεων [Β]/[Α] = Κ

Σε αυτό το σημείο => ελεύθερη ενέργεια του συστήματος έχει τη μικρότερη τιμή της

Question 31

Στο παράδειγμα μετατροπής της 1-Ρ γλυκόζης σε 6-Ρ γλυκόζης τι ΔGο και τι Κ έχω;

Answer 31

ΔGο = -1.74 kcal/mole
Κ = 17
Άρα: [6-Ρ γλυκόζης]/[1-Ρ γλυκόζης] = 17

Question 32

Τι σημαίνει ότι οι χημικές αντιδράσεις μπορούν να “συζευχθούν”;

Answer 32

• Συμβαίνει: οι χημικές αντιδράσεις μοιράζονται ένα ή > ενδιάμεσα
• Συνολική ΔG: άθροισμα των ξεχωριστών τιμών ΔGο

Question 33

Που εφαρμόζεται η σύζευξη αντιδράσεων;

Answer 33

Αντίδραση μη ευνοϊκή (ΔG>0) => μπορεί να προωθηθεί από μια 2η πολύ ευνοϊκή αντίδραση

Question 34

Στο παράδειγμα σχηματισμού σουκρόζης πως συμβάλλει η υδρόλυση του ΑΤΡ;

Answer 34

Γλυκόζη + Φρουκτόζη => Σουκρόζη (ΔGo = +5.5 kcal/mole)
ΔΕΝ θα πραγματοποιηθεί

• Γλυκόζη + ΑΤΡ => 1-Ρ γλυκόζη + ADP
• 1-Ρ γλυκόζη + φρουκτόζη => Σουκρόζη
  (ΔGo = -1,8kcal/mole)
• ΑΤΡ => ADP + P (ΔGo = -7.3kcal/mole)
  Παραγωγή σουκρούζης σε μια αντίδραση που προωθεί την υδρόλυση του ATP

Question 35

Τι ορίζεται ως υδρόλυση;

Answer 35

Διάσπαση ενός ομοιοπολικού δεσμού με την προσθήκη ενός μορίου νερού
Πολύ κοινή αντίδραση σε ένα κύτταρο

Question 36

Τι ορίζεται ως ενέργεια δεσμού;

Answer 36

Η ΔGο μερικές φορές αναφέρεται ως ενέργεια δεσμού (αντιδράσεις υδρόλυσης)

Question 37

Τι ορίζεται ως δεσμός υψηλής ενέργειας;

Answer 37

Όταν η υδρόλυση σε υδατικό δ/μα έχει μεγάλη αρνητική ΔGο τότε λέγεται ότι η αντίδραση έχει δεσμούς υψηλής ενέργειας (πχ ακέτυλοφωσφορικό οξύ, ATP)

Question 38

Τι τιμές παίρνει το ΔGo στην αντίδραση ακέτυλοP, ATP και 6-Ρ γλυκόζης;

Answer 38

• ακέτυλοΡ => -10,3
• ΑΤΡ => -7,3
• 6-Ρ γλυκόζης => -3,3

Question 39

Τι αποτέλεσμα μπορεί να έχει μια λανθασμένη πτύχωση σε μια πρωτεΐνη και σε τι συνεισφέρει;

Answer 39

Μπορεί να σχηματίσουν αθροίσματα που παραβλάπτουν τα κύτταρα ή και ολόκληρους ιστούς

Question 40

Ποιες μολυσματικές νευροεκφυλιστικές διαταραχές γνωρίζετε που οφείλονται σε λάθος διπλωμένες πρωτεΐνες;

Answer 40

• Νόσος Alzheimer
• Νόσος Huntington
• Τρομώδους νόσου του προβάτου
• Σπογγώδης εγκεφαλοπάθειας των βοοειδών (BSE - νόσος τρελών αγελάδων)
• Νόσος Creutzfeld-Jacob

Question 41

Τι ορίζεται ως prion;

Answer 41

Λάθος διπλωμένες πρωτεΐνες

Question 42

Πως λειτουργούν τα prion;

Answer 42

• Τείνουν να σχηματίσουν συσσωματώματα
• Εξαπλώνονται γρήγορα από κύτταρο σε κύτταρο
• Προκαλούν τελικά τον θάνατο του προσβεβλημένου ζώου ή ανθρώπου

Question 43

Γιατί τα prion θεωρούνται μολυσματικά;

Answer 43

Μπορούν να εξαπλωθούν από ένα προσβεβλημένο άτομο σε ένα φυσιολογικό μέσω:
* μολσμένου φαγητού
* αίματος
* χειρουργικών εργαλείων

Question 44

Χρειάζεται μια πρωτεΐνη βοήθεια για να διπλωθεί σωστά; Αν ναι, πότε και πως;

Answer 44

Συνήθως όχι.
Όμως σε ΖΩΝΤΑΝΑ ΚΥΤΤΑΡΑ γενικά υποβοηθείται από ειδικές πρωτεΐνες τις πρωτεΐνες συνοδούς

Question 45

Τι ορίζεται ως συνοδός πρωτεΐνη;

Answer 45

Πρωτεΐνες που συνδέονται με μερικώς διπλωμένες αλυσίδες πρωτεϊνών & συμβάλλουν στην οριστική πτύχωσή τους σύμφωνα με τον ευνοϊκότερο (ενεργειακά) τρόπο.

Question 46

Ποιοι είναι οι ρόλοι των συνοδών πρωτεϊνών;

Answer 46

Ορισμένες συμβάλλουν στην πτύχωση των πρωτεϊνών μέσα στο κύτταρο
Άλλες σχηματίζουν θαλάμους απομόνωσης => μοναδικές πολυπεπτιδικές αλυσίδες διπλώνονται χωρίς τον κίνδυνο σχηματισμού συσσωμάτων στις πολυπληθείς συνθήκες του κυτταροπλάσματος

Question 47

Ποιο είναι το αποτέλεσμα στη διεργασία της πτύχωσης μιας πρωτεΐνης των συνοδών πρωτεϊνών;

Answer 47

Καθιστούν τη διεργασία της πτύχωσης πιο:
* αποτελεσματική
* αξιόπιστη

Question 48

Σε ποιο σημείο συσσωματώνονται τα prions;

Answer 48

Εντός αμυλοειδών ινιδίων => διαταράσσουν την εγκεφαλική κυτταρική λειτουργία => νευροεκφυλιστική διαταραχή

Question 49

Τι προϋποθέτει η σύνδεση των συνοδών με την πρωτεΐνη-στόχο;

Answer 49

Παροχή ενέργειας => υδρόλυση ATP

Question 50

Η παροχή ATP στις πρωτεΐνες - θαλάμους πως αξιοποιείται;

Answer 50

• Σύνδεση της καλύπτρας
• Σχηματισμό πρωτεΐνης
• Διαχωρισμό της καλύπτρας