Bioteknik Flashcards
Vad är skillnaden mellan ΔG0 och ΔG0’?
ΔG0: Standard Gibbs fri energi vid 1 ATM, 25 °C/298 K, 1 M.ΔG0’: Standard Gibbs fri energi under fysiologiska förhållanden (pH = 7, [H2O] = 1).
Vad är ΔG vid jämvikt?
ΔG = 0 vid jämvikt.
Hur beräknas ΔG0’?
ΔG0’ = - RT ln K’eq, där R = 8,315 J/molK.
Vad representerar Michaelis-Menten-konstanten (KM)?
KM är den substratkoncentration som behövs för att nå 50% av Vmax.
Hur definieras Vmax i Michaelis-Menten-kinetik?
Vmax = k2[E]Tot, där k2 är hastighetskonstanten och [E]Tot är den totala enzymkoncentrationen.
Vad är turnover number (kcat)?
kcat är antalet molekyler som ett enzym kan omvandla per sekund, beräknas som kcat = Vmax / [E]T.
Vilken information ger Lineweaver-Burk-plottar?
“Slope = KM/Vmax, x-intercept = -1/KM
y-intercept = 1/Vmax “
Hur påverkar en kompetitiv inhibitor Vmax och KM?
“Vmax: Oförändrad (kan övervinnas med hög substratkoncentration).
KM: Ökar.”
Vad kännetecknar uncompetitive inhibition?
“Inhibitorn binder till enzym-substratkomplexet.
KM och Vmax minskar proportionellt.
KM/Vmax förblir oförändrad.”
Hur påverkar en non-competitive inhibitor enzymkinetik?
“KM: Oförändrad.
Vmax: Minskar.”
Vad är skillnaden mellan T- och R-stater i MWC-modellen?
“(Monod-Wyman-Changeux-modellen)T: Tense (inaktiv).
R: Relaxed (aktiv).”
Hur skiljer sig MWC-modellen från den sekventiella modellen?
“MWC: Alla subenheter skiftar mellan T och R tillsammans.
Sekventiell: Varje subenhet påverkar nästa i en stegvis process.”
“Vilken roll spelar syre i elektrontransportkedjan?
“
Syre fungerar som slutlig elektronacceptor och reduceras till vatten.
Hur många ATP produceras per full rotation av ATP-syntasens c-ring?
Tre ATP produceras per full rotation.
Vad är P/O-ratio?
Antalet ATP som produceras per par elektroner som transporteras i elektrontransportkedjan.
Vad är huvudsyftet med Calvin-cykeln?
Att fixera CO2 och omvandla det till glukos eller andra kolhydrater.
Att fixera CO2 och omvandla det till glukos eller andra kolhydrater.
De fixerar CO2 på natten som malinsyra och använder den under dagen när stomata är stängda.
Sigma factor
Recognizes promoter sites
Operon
Consists of regulatory elements and proteinencoding genes
Repressor
Prevents the transcription of structural genes
Transcription
RNA synthesis
Consensus sequence
The average order of nucleotides
Promoter
DNA sequences that determine the site of transcription initiation
RNA polymerase
Transcriptional machinery
Rho
RNA-synthesis-termination protein
Operator
Repressor binding site
Inducer
In the lac operon, allolactose
What is the role of the sigma factor in prokaryotic transcription?
Recognizes the promoter
In prokaryotic cells, the emergent mRNA grows
from 5’ to 3’
In prokaryotes, which is the primary pathway in which of the lac operon gene products participate ?
Lactose metabolism
In prokaryotic cells, what is the function of an operator?
Regulates gene expression
What is the role of a repressor in prokaryotic transcription?
It is a transcriptional regulator that controls gene expression by preventing the transcription of structural genes.
In eukaryotes, what is the purpose of alternative splicing?
Generates multiple protein
In eukaryotic cells, what is the function of the poly(A) tail on mRNA?
Promotes mRNA stability
Histone acetyltransferase
Depends on ATP-citrate lyase for its substrate
Mediator
Acts as a bridge between transcription factors and RNA polymerase II
Transcription factor
Binds to cis-acting elements
Chromatin-remodeling engine
Shifts the location of nucleosomes
Acetyllysine-binding domain
Bromodomain
Coactivator
Facilitates some nuclear receptor’s action
Zinc-finger domain
DNA-binding domain in some proteins
Enhancer
Cis-acting element that may be far from the gene regulated
Selective estrogen receptor modulator
Tamoxifen
Combinatorial control
Based on the fact that the regulatory properties of a protein depend on what other proteins are present
What is the function of microRNAs (miRNAs) in eukaryotic gene regulation?
Inhibit translation
What is the function of histone acetylation in eukaryotic gene regulation?
Enhances transcription
What is the function of DNA methylation in eukaryotic gene regulation?
Inhibits transcription
Hur ökar enzymer reaktionshastigheten?
Genom att sänka aktiveringsenergin (∆G‡), vilket gör att fler molekyler når aktiveringsenergin
Hur påverkar en katalysator jämviktskonstanten?
En katalysator ändrar inte jämviktskonstanten utan påverkar endast hastigheten med vilken jämvikt uppnås.
Vad är transition state?
Det är ett instabilt tillstånd mellan reaktanter och produkter med hög energinivå. Livslängden är ca 10⁻¹² sekunder.
Hur binder enzymet reaktanter i transition state?
Genom fler icke-kovalenta bindningar än för substraten, vilket minskar ∆H‡ och därmed ∆G‡.
Vilka 5 mekanismer kan enzymer använda för att sänka aktiveringsenergin?
Närhet och orientering: Ökar den effektiva koncentrationen och minskar entropiminskningen.
Elektrostatisk katalys: Stabiliserar laddningar i transition state.
Syra-bas katalys: Protonöverföring från aminosyror stabiliserar transition state.
Metalljonkatalys: Stabiliserar laddningar, skärmar negativa laddningar och deltar i redoxreaktioner.
Kovalent katalys: Skapar intermediärer genom kovalenta bindningar
Hur påverkar entalpiminskning aktiveringsenergin?
Bildandet av bindningar mellan enzym och reaktanter i transition state minskar ∆H‡, vilket leder till lägre ∆G‡.
Vad innebär induced fit?
Strukturella förändringar hos enzym och substrat som optimerar bindningen i det aktiva sätet.
Benämn de 7 olika enzym klasserna
Oxidoreductases, Transferases, Hydrolases, Lyases; Isomerases, Ligases & Translocases
Oxidoreductases
Katalyserar redoxreaktioner (överföring av elektroner eller väte).
Exempel: Enzymer som deltar i cellandning (t.ex. dehydrogenaser)
Transferases
Överför funktionella grupper (t.ex. metyl, fosfat) mellan molekyler.
Exempel: Kinaser (överför fosfatgrupper).
Hydrolases
Katalyserar hydrolysreaktioner (brytning av bindningar med vatten).
Exempel: Lipaser (bryter ner fetter)
Lyases
Bryter bindningar (C-C, C-O, C-N) utan att använda vatten eller redoxreaktioner.
Exempel: Dekarboxylaser (avlägsnar karboxylgrupper som CO₂).
Isomerases
Katalyserar omarrangemang av atomer inom en molekyl (isomerisering).
Exempel: Fosfoglukosisomeras (glukos-6-fosfat → fruktos-6-fosfat).
Ligases
Kopplar samman två molekyler med hjälp av energikrävande reaktioner (t.ex. ATP).
Exempel: DNA-ligas (sammanfogar DNA-strängar).
Translocases
Flyttar molekyler eller joner över membran.
Exempel: ATP-syntas (transport av protoner och syntes av ATP).
Prostetisk grupp
En prostetisk grupp är en molekyl (eller del av en molekyl) som är permanent bunden till ett enzym och spelar en viktig roll i enzymets funktion.
Den hjälper enzymet att katalysera sin specifika reaktion och är en typ av kofaktor, men till skillnad från löst bundna kofaktorer är den permanent associerad med enzymet.
Enhet för Km
mol/L eller M
Ekvation för [Et]
[Et] (tot. enzym konc.) =[E]+[ES]
Hur mycket [S] ska tillsättas för effektiv katalys?
[S]~Km el. <Km
kcat enhet
1/s (s^-1)
Turnover number
hur många submolekyler ett aktivt säte kan omvandla per sekund när enzymet är mättat med substrat.
Vad beskriver Michaelis-Menten-ekvationen?
Den beskriver hur initialhastigheten v0
för en enzymatisk reaktion varierar med substratkoncentrationen [S].
Vad säger ett lågt Km -värde om enzymets affinitet för substratet?
ett lågt Km indikerar hög affinitet för substratet
Vad händer när [S]«Km?
reaktionen är proportionell mot [S]
Vad händer när [S]»_space;Km?
Reaktionen når sin maximala nivå
Vad är specifitetskonstanten?
kcat/Km som mäter enzymets effektivitet att binda och omvandla substratet
Vad är skillnaden mellan Km och kcat ?
Km mäter affinitet för substratet, medan kcat mäter enzymets kapacitet att omvandla substratet till produkt.
Vad är skillnaden mellan mixed och nonkompetitiv inhibering?
Mixed: Inhibitorn binder både till fritt enzym och ES-komplex, men med olika affinitet.
Nonkompetitiv: En typ av mixed inhibering där inhibitorn har samma affinitet för enzym och ES-komplex.
Vilka mekanismer används för att reglera enzymer i metaboliska vägar?
Substratnivåreglering
Feedbackinhibering
Allosteriska effekter
Reversibel kovalent modifiering (t.ex. fosforylering)
Vad är ett allostert enzym?
Ett enzym med flera aktiva säten som regleras av modulatorer och visar en sigmoidal kurva istället för Michaelis-Menten-kinetik.
Vad innebär homotrop respektive heterotrop effekt i allosteriska enzymer?
Homotrop: Substratets bindning påverkar enzymets aktivitet (sigmoidal kurva).
Heterotrop: Modulatorers bindning påverkar kurvans position i x-led
Ge ett exempel på en irreversibel inhibitor.
Penicillin, som binder kovalent till enzymet glykopeptid transpeptidas och hindrar bakterier från att bilda cellväggar.
Vad innebär reversibel kovalent modifiering?
Enzymer aktiveras eller inaktiveras genom tillsats eller borttagning av grupper som fosfat, metyl eller acetyl.
Vad är en fotoautotrof?
En organism som använder ljus som energikälla och koldioxid som kolkälla, exempelvis växter.
Vad är en kemoautotrof?
En organism som får energi från oxidation av oorganiska föreningar och använder koldioxid som kolkälla, exempelvis vissa bakterier i extrema miljöer.
Hur produceras ATP vid respiration och fotosyntes?
Genom elektrontransportkedjor kopplade till protonöverföring över membran.
Vad är proton motive force Δ𝑝?
Energi som driver protoner över ett membran, beräknad som summan av bidrag från koncentrationsskillnad och membranpotential.
Vilka komponenter påverkar protonöverföringens energibehov?
Koncentrationsskillnad Δ𝐺
Membranpotential ΔΨ
Vad är en heterotrof?
En organism som använder organiska föreningar som kolkälla och får energi genom oxidation av organiska föreningar.
Vad är en autotrof?
En organism som använder koldioxid som kolkälla och får energi från ljus (fotoautotrof) eller från oxidation av oorganiska föreningar (kemoautotrof).
Enhet på motive force Δ𝑝
Millivolt (mV).
Vilka komplex finns i elektrontransportkedjan och vad händer där?
Komplex I: NADH donerar elektroner, protoner pumpas ut.
Komplex II: Succinat donerar elektroner, inga protoner pumpas.
Komplex III: Elektroner transporteras via cytokrom C, protoner pumpas.
Komplex IV: Elektroner överförs till O2, protoner pumpas och vatten bildas.
Vad är Q-cykeln?
En mekanism i Komplex III där ubiquinon (Q) reduceras och oxideras, vilket möjliggör transport av 4 H+ för varje par elektroner som överförs.
Hur många protoner transporteras ut per NADH som oxideras?
10 protoner pumpas ut över det inre membranet per NADH.
Hur många protoner krävs för att syntetisera en ATP-molekyl?
Ungefär 4 protoner (3 för ATP-syntes och 1 för fosfatimport).
Vad är ubiquinon (Q)?
Ett lipidlösligt elektronbärarprotein som transporterar elektroner mellan Komplex I/II och Komplex III.
Vad är cytokrom c?
Ett vattenlösligt protein som transporterar elektroner mellan Komplex III och Komplex IV.
Hur påverkar redoxpotentialerna elektronflödet i andningskedjan?
Elektroner flödar från komponenter med lägre redoxpotential (negativ 𝐸0′) till högre redoxpotential (positiv 𝐸0′).
