Pitanja s usmenog - Aleksandra Flashcards
Što je inzulin po strukturi?
Proteinski hormon, sastoji se od dva lanca povezana disulfidnim vezama
Važno jer se inače mislilo da su hormoni male molekule
Za što služi H+ kojeg dobijemo u mehanizmu ugljične anhidraze?
Snizuje se pH, dolazi do jačanja Bohrovog efekta
Nacrtaj fosfatidil-serin
Glicerol s dve masne kiseline
C3 s fosforilnom skupinom skupinom na koju je vezan serin glicerol-O-P-O-CH2-CH-COO(NH2)
Sekundarni glasnici - navedi kojim nacinom rade, navedi primjer, nacrtaj strukturno reakciju sinteze cAMP i kako se regulira prelaskom u AMP nacrtat
Sekundarni glasnici su male kratkozivuce molekule koje ‘prenose informaciju’ kao rezultat nastanka ligand-receptor kompleksa. Primjer je ciklicki adenozin trifosfat cija je sinteza katalizira adenilil ciklazom. Hidrolizom cAMPa se moze doci do AMPa. Unutarstanicni signal postoji sam dok je hormon vezan na receptor. U ovom slucaju adrenalin bi bio hormon koji potice sintezu cAMPa.
Nakon sinteze cAMPa objasni njegovo dijelovanje (protein kinaza A, glikogen..)
cAMP alostericki aktivira protein kinazu A koja dalje fosforilira
primjer sekundarnog glasnika da nije cAMP
inozitol 1,4,5 trifosfat, kalcijev ion (Ca2+)
put pentoza fosfata: koje faze ima, u kojim koracima koristimo dehidrogenaze, napisi reakciju strukturnim formulama, opisi zasto postoji taj put
Metabolicki put pri kojemu se koristi glukoza-6-fosfat i nastaje NADPH (koji se koristi u reduktivnim biosintezama) i riboza (koja se koristi pri sintezi DNA, RNA, ATP, NADH, CoA..). Sastoji se od oksidativne i neoksidativne faze te se dehidrogenaze koriste u oskidativnoj fazi. Nacrtat sve reakcije.
Dogada se u citosolu, a nastali NADPH u eritrocitima se koristi pri prevenciji oksidacijske stete (npr. oko).
Signalni put kojim inzulin regulira aktivnost
glikogen-sintaze i ekspresiju gena
Inzulin interagira s alfa podjedinicama receptora. Receptor se sastoji od alfa i beza podjedinica. Alfa podjedinice gledaju na vanjsku stranu membrane, a beta podjedinice u unutrašnjost. Inzulin interagira/ veže se na alfa podjenice receptora/ enzima i dolazi do konformacijske promjene i autofosforilacije beta podjedinica. Prije autofosforilacije, aktivno mjesto nije bilo prohodno i inzulin supstra receptor (IRS) se nije mogao vezati. Autofosforilacijom se fosforiliraju 3 tirozina koji su prije bili u jakoj interakciji s aspartatom. Sada dolazi do konformacijske promjene i aktivno mjesto postaje prohodno (miče se aktivacijska petlja).
2. IRS biva fosforiliran od strame receptora.
ZA EKSPRESIJU GENA:
Fsforiliran IRS interagira i aktivira Grb protein-> Sos-> Ras protein. Potiče se kaskada fosforilacije proteina koji postaju aktivni i dalje fosforiliraju druge proteine sve dok jedan specifičan ne može proći iz citosola u staničnu jezgru. Tamo on interagira s transkripcijskim faktorima gena koji dalje potiču ranskripciju i translaciju gena.
Proteini koji sudjeluju u kaskadi se nazivaju mitogen aktivirane protein kinaze. Postoji hijerarhija, MAPKKK aktivira MAPKK koja aktiira MAPK.
*Ras protein je GTPaza-> izmjenjuje GDP s GTPom kako bi postao aktivan
ZA SINTEZU GLIKOGEN SINTAZE:
Inzulin se luči kada imamo visoku koncentraciju glukoze u krvi. Potiče se sinteza glikogena, dakle aktivira se glikogen sintaza
Fosforiliran IRS aktivira fosfatidil inozitol kinazu 3 (PI-3K) . Ona prevodi fosfatidil inozitol bifosfat (PIP2) u fosfatidil inozitol trifosfat (PIP3). (Oni sačinjavaju lipidni dvosloj).
PIP3 aktivira protein kinazu B (PKB). PKB aktivira glikogen sintazu kinazu 3 (GSK3). Kada je GSK3 fosforilirana, ona je inaktivna.
Glikogen sintaza postoji u dvije forme: A (aktivna forma) i B (inaktivna forma). A je defosforilirana, a B je fosforilirana. GSK3 fosforilira A formu glikogen sintaze kako bi ona postala inaktivna.
Fosforilirana GSK3 je inaktivna i ne može fosforilirati GSA-GSB. Kada imamo glikogen sintazu A imamo ugradnju glukoze u glikogen
Nacini regulacije enzimske aktivnosti
Alostericka konrtola (CTP sa aspartat-transkarbamoilazom, cAMP sa protein kinazom A)
Reverzibilna kovalentna modifikacija (de/fosforilacija, tj. kinaza/fosfataza glikogen-sintaza)
Proteoliticka aktivacija (kimotripsinogen i kimotripsin)
Izozimi (heksokinaze123 misici i 4 jetra)
Regulacija na nivou transkripcije/translacije (egzonukleazne aktivnosti, proofreading aktivnost)
Sve o alfa zavojnici
Kako se to može pozezati s kanalima( konkretno akvaporin i kak dipol zavojnice utječe na prijenos)
Akvaporini su kanali koji prenose vodu. Vrlo su specifični i prenose samo vodu, ne H+ i H3O+. U sredini postoji suženje da može proći jedna po jedna molekula vode. U tom suženju su i 2 alfa zavojnice koje su okrenute s pozitivne strane. Alfa zavojnica ima permanentni dipol. + strana je okrenuta da se može ostvariti interakcija s kisikom ima parcijalni negativni naboj. Pozitivni naboj alfa zavojnice i pozitivno nabijene aminokiseine (npr. histidin) osiguravaju da može proći samo voda a ne i H+ (zbog + + odbijanja)
Dva puta od piruvata do PEP, zašto se koji događa i na koji način?
Napisati reakcije
Kada idemo iz piruvata do fosfoenolpiruvata (PEP), to je prvi “korak” u glukoneogenezi.
Postoje 2 načina:
1. Idemo direktno iz piruvata
2. Idemo iz laktata (on nastaje u mišićima i onda se putem krvi prenosi u jetru i tamo se pretvara u piruvat pa u glukozu= Korijev ciklus)
U oba slučaja želimo da nastane NADH (uz glukozu). NADH nam treba u jednom koraku glukoeogeneze (iz COO- u COH). Generalno imamo više NADH u mitohondriju nego u citosolu.
- Piruvat nastaje u citosolu-> prelazi u mitohondrij gdje nastaje oksaloacetat pomoću enzima piruvat karboksilaze. Za to nam bomaže biotin. Treba nam i CO2 i ATP.
Oksaloacetat prelazi u malat. (Mitohondrij nema prolaz ua oksaloacetat). Malat izlazi iz mitohondrija nazad u citosol. Tamo prelazi u oksaloacetat pri čemu nastaje NADH. Oksaloacetat s GTP i PEP karboksikinaza prelazi u PEP. - Laktat dolazi do jetre iz mišića/eritrocita. U citosolu prelazi u piruvat pomoću LDH (laktat dehidrogenaza) pri čemu nastaje NADH. Piruvat ulazi u mitohondrij-> prelazi u oksaloacetat-> potom u PEP-> izlazi iz mitohondrija u citosol.
Kako nastaje laktat i s kojim ciklusom ga povezujemo
Laktat nastaje u glikolizi u anaerobnim uvjetima u mišićima i eritrocitima. Prvo nastaje piruvat koji laktat dehidrogenazom prelazi u laktat.
Povezujemo ga s korijevim ciklusom?
Mišići i eritrociti (gdje nastaje laktat) enmaju glukoza 6 fosfatazu. To je enzim koji je potreban u glukoeogenezi da iz glukoze 6 fosfat dobijemo glukozu.
Laktat iz mišića, preko krvi, dolazi do stanica jetre. Tamo prelazi u piruvat pa glukoneogenezom do glukoze.
Na taj način se sprječava i laktoacidoza u mišićima (prevelika količina laktata, preniski pH)
Objasni način na koji inzulin regulira transkripciju gena i kako to povezujemo s heksokinazom
Inzulin interagira s alfa podjedinicama receptora. Receptor se sastoji od alfa i beza podjedinica. Alfa podjedinice gledaju na vanjsku stranu membrane, a beta podjedinice u unutrašnjost. Inzulin interagira/ veže se na alfa podjenice receptora/ enzima i dolazi do konformacijske promjene i autofosforilacije beta podjedinica. Prije autofosforilacije, aktivno mjesto nije bilo prohodno i inzulin supstra receptor (IRS) se nije mogao vezati. Autofosforilacijom se fosforiliraju 3 tirozina koji su prije bili u jakoj interakciji s aspartatom. Sada dolazi do konformacijske promjene i aktivno mjesto postaje prohodno (miče se aktivacijska petlja).
2. IRS biva fosforiliran od strame receptora.
ZA EKSPRESIJU GENA:
Fsforiliran IRS interagira i aktivira Grb protein-> Sos-> Ras protein. Potiče se kaskada fosforilacije proteina koji postaju aktivni i dalje fosforiliraju druge proteine sve dok jedan specifičan ne može proći iz citosola u staničnu jezgru. Tamo on interagira s transkripcijskim faktorima gena koji dalje potiču ranskripciju i translaciju gena.
Potiče se sinteza heksokinaze IV koja se nalazi u jetri. Inzulin se luči pri povišenoj koncentraciji glukoze u krvi. Heksokinaza fosforilira glukozu u glukozu 6 fosfat kako bi se potaknula glukoliza ili put pentoze fosfat.
Proteini koji sudjeluju u kaskadi se nazivaju mitogen aktivirane protein kinaze. Postoji hijerarhija, MAPKKK aktivira MAPKK koja aktiira MAPK.
*Ras protein je GTPaza-> izmjenjuje GDP s GTPom kako bi postao aktivan
Kimotripsin
To je enzim koji cijepa druge proteine nakon aromatskih aminokiselina u aminokiselinskom slijedu,. On je serinska proteaza.
Proteaza= cijepa druge proteine
Serinska= serin sudjeluje kao nukleofil
Ima katalitičku trijadu: Asp, His, Ser
Kimotripsin katalizira hidrolizu peptidne veze, ali ne direktno nukleofilni napad vode već reakcija ide preko acil enzima međuprodukta.
Aspartat povisuje pKa histidina
Histidin sudeluje kao kiselina i baza u mehanizmu-> kiselobazna kataliza
Deporotonirani serin je nukleofil
Serin biva deprotoniran i napada karbonilnu skupinu-> nastaje acil enzim–> kovalentna kataliza.
Acil enzim je nestabilna struktura-> nastaje C=O i izbacuje se NH2R
Nakon toga, histidin deprotonira vodu koja onda postaje jaki nukloefil i naprada C=O. Ponovno dobivamo nestabilni međuprodukt. Stabiliziran je u oksoanionskoj šupljini s Gly i Ser-> elektrostatka kataliza. Međuprodukt kolabira i izlazna skupina je HO-Ser.
Mehanizam ugljične anhidraze, za što služi H+ koji dobijemo, od kud nam CO2 u organizmu
Ugljična anhidraza je enzim koji katalizira reakciju CO2 + H2O–> H+ + HCO3-
U sebi sadrži katalitički cink koji je koordiniran s 3 Histidina. 4 koordinacijsko mjesto zauzima voda. Cink ju dodatno polarizira -> dolazi do odcjepljenja jednog vodika. Voda napada CO2. Cink stabilizira nastali međuprodukt (+ i -). Voda napada koordinirani cink s druge strane i istiskuje HCO3-.
H+ se veže na aminokiseline hemoglobina -> pada afinitet hemoglobina za kisik?
CO2 je produkt staničnog disanja: Glukoza + O2–> energija ( u obliku ATP-a) + CO2 + H2O
Koraci u putu pentoza fosfata u kojima se koriste dehidrogenaze
glukoza 6 fosfat-> 6 fosfoglukonat delta lakton —————-> G6F DEHIDROGENAZA
6 fosfoglukonat—> ribuloza 5 fosfat————>6FGlukonat DEHIDROGENAZA
U oba slučaja NADP+ ide u NADPH
Glikozaminoglikani
Jedna klasa polisaharida. Sastoje se od ponavljajuće disaharidne jedinice u kojoj barem jedna ima anion (npr karboksilni COO-, sulfatitni SO3-)
Tvore izvanstanični matriks.
Sudjeluju u sastavu proteoglikana. Nisu direktno povezani na protein nego:
glikozaminoglikan + tetramen negok monomernog čećera povezan na HO skupinu Serina proteina.
Mehanizam aldolaze, kako se dihidroksiaceton-fosfat prevodi u gliceraldehid-3-fosfat, koji enzim i koja je to vrsta reakcije. Katalitičke uloge cinka, mehanizam alkohol dehidrogenaze, uloga nadh/nad+
alkohol dehidrogenaza i ugljicna anhidraza mehanizmi, uloga cinka, zasto nam je bitna ugljicna anhidraza (treba spomenut ulogu pH na vezanje kisika u hemoglobinu, objasniti prijenos CO2) , u kojoj reakciji koristimo nad+, napisati reakciju, koji je kofaktor kod piruvat dekarboksilaze, gdje se on jos koristi
Građa membrane, glicerofosfolipidi, sfingolipidi, steroli, kretanje proteina kroz membranu (flipaze, flopaze, skamblaze - razlika), prijenos iona kroz membranu, lektini, nacrtati fosfatidil-serin, za što sve koristimo ATP u stanici
Napisi reakcije iz piruvata u fosfoenolpiruvat, koja su dva nacina i kada ce se koji dogadati. Sto su izozimi, da navedem primjer, po cemu se razlikuju i zasto. Koje su sve sudbine glukoze-6-fosfat, da napisem reakcije i kazem kojim metabolickim putevima pripadaju, gdje se nalazi glukoza-6-fosfataza.
Piruvat kinaza
Kretanje fosfolipida u dvosloju
Postoje dva moguća načina kretanja fosfolipida u dvosloju:
1. Lateralna difuzija- “dozvoljena”, brz i spontan proces
2. Transferzna difuzija- “nedozvoljena”, spor proces. može signalizirati staničnu smrt.
Pošto transferzna difuzija nije spontat proces, potrebni su enzimi koji će katalizirati prijenos fosfolipida iz jednog sloja u drugi:
a) FLIPAZE- iz vanjskog u unutarnji fosfolipidni dvosloj. Koriste hidrolizu ATPa kako bi generirale dovoljno energije za prijenos (fosfatidilserin i fosfatidiletnolamin se prenose na takav način)
b) FLOPAZE- iz unutarnjeg u vanjski fosfolipidni dvosloj. Isto koriste hidrolizu ATP-a kako bi mogle izvršiti prijenos fosfolipida. Primjer: ABC transporteri?
c) SKRAMBLAZE- ne koriste ATP. Kataliziraju prijenos niz koncentracijski gradijent (tipa 2 fosfolipida koji se nalaze sa suprotne strane i svaki želi prijeći na drugu stranu)
Gdje se sve nalazi TPP
TPP= tiamin pirofosfat. To je prostetička skupina.
Koristi ju enzim transketolaza. Transketolaza prenosi 2C atoma s ketona na neki aldehid (bitno da nije gliceraldehid).
Još smo ju vidjeli kod prelaska piruvata u etanol:
Piruvat—-> acetaldehid ide preko enzima piruvat dekarboksilaza uz TPP
acetaldehid–> etanol preko enzima alkohol dehidrogenaze (NADH + H+–> NAD+)
Prijenos signala glukagon/epinefrin
Hormon se veže na vanjsku stranu receptora. S unutrašnje strane, taj receptor interagira s G proteinom. Nakon što hormon interagira s receptorom, s unutrašnje strane se događa disocijacija G alfa podjedinice proteina.
Izmjenom GDP-a s GTP-om, G alfa podjedinica postaje aktivna i giba se do adenill ciklaze. Inetrakcija-> adenil ciklaza postaje aktivna i prevodi ATP u cAMP. (OH skupina riboze ATP-a napada fosfat i dolazi do ciklizacije).
cAMP dolazi do PKA (protein kinaze A). PKA se sastoji od dvije katalitičke i dvije regulatorne podjedinice. PKA u principu sama sebe inhibira na način da su aktivna mjesta katalitičkih podjedinica zauzeta regulatornim podjedinicama. Kada dolazi cAMP. regulatorne podjedinice imaju veći afinitet za cAMP nego za katalitičke podjedinice i dolazi do vezanja 2 cAMP-a po jednoj regulatornoj jedinici i otpuštanja katalitiče podjedinice koja je sada slobodna.
Katalitička podjedinica dalje može fosforilirati enzime kako bi postali aktivni/inaktivni. Npr može fosforilirati bifunkcionalni enzim fosfofruktokinaza-2/fruktoza-2,6-bifosfataza. Kada je taj enzim fosforiliran, FFK-2 je inaktivna (ne želimo sintezu fruktoze 2,6, bifosfat koja bi potaknula FFK-1 i glikolizu), a F26BF je aktivna i potiče se glukoneogeneza.
Dodatno: G protein (konkretno sada govorimo o G alfa podjedinici) ima intrinzičnu GTPaznu aktivost. To znači da, nakon nekog vremena (kada je vrijeme za prestanak prijenosa siganala), GTP (koji čini G protein aktivnim) prelazi u GDP (inaktivno). Ovo je generalno dosta spor proces, stimuliraju ga drugi proteini (GAP= GTPaza activator proteins) i protein regulator signalnog puta G proteina).
S druge strane, intrinzična izmjena GDPa s GTPom isto je sporia, potpomažu ju drugi proteini: GEF (GTP exchange factors)
Kontrola glikolize i glukogeogeneze
Generalno oni enzimi koji kataliziraju ireverzibilne reakcije su kontrolne točke regulacije glukolize i glukoengeneze.
(Navest ću samo alosteričke modulatore)
Kod glikolize to su:
1. heksokinaza: glukoza potiče, fruktoza 6-fosfat inhibira (u jetri potičevraćanje heksokinaze IV u jezgru i interakciju s regulatornim proteinom)
2. Fosfofruktokinaza-1- potiče: ADP i fruktoza-2,6bifosfat, inhibira: ATP i citrat
3. Piruvat kinaza: inhibira ATP, potiče ADP, fruktoza-1-6-bifosfat
Piruvat kinaza u jetri se jš može kontrolirati preko fosforilacije (reverzibilna kovalentna modifikacija). To ne može piruvat kinaza u mišićima
Lučenje glukagona-> PKA-> fosforilacija piruvat kinaze-> inaktivna
Kod glukoneogeneze:
1.Piruvat karboksilaza: potiče ju acetil coA
2. Fruktoza 1,6-bifosfataza- regulirana preko fruktoze 2,6 bifosfat. inhibirana je
3. Glukoza-6-fosfataza
Još možemo razgovarati i o regulaciji glikogen<–>glukoza ali to mi se ne da sada
Regulacija aspartat transkarbamoilaze (ACTa)
To je primjer alosterične regulacije enzimske aktivnosti.
Aspartat transkarbamoilaza(ACT) katalizira prvu reakciju (kondenzacija aspartata i karbamoil fosfata) u sintezi CTP-a.
ACT se sastoji od 2 katalitička trimera i 3 regulatorna dimera.
Kataitička “Podjedinica” je zaslužna za nastajanje produkta reakcije, a u regulatornu podjedinicu se smještaju alosterički modulatori. Oni mijenjaju konformaciju i afinitet enzima (ACTa) prema supstratu.
+ homotropni alosterički modulatori: supstrat, i u na samom početku PALA (ali onda postaje - homotropni alosterički modulator).
PALA je molekula koja je jako slična supstratu. Razlikuje se po tome što PALA sadrži dodatnu -CH2- skupinu. Ona može “prevariti” enzim da misli da se vezao supstrat pa mijenja konformaciju u kojoj ima veći afinitet prema supstrau. Ali onda ispada da je na katalitičkim podjedinicama skroz vezana PALA i da supstrat zapravo ne može utjecati—> PALA je homotropni alosterički inhibitor.
ATP je heterotropni alosterički aktivator.
CTP je heterotropni alosterički inhibitor (mehanizam povratne sprege)
Graf ovisnosti koncentracije N-karbamoilaspartata o koncentraciji asparatata je sigmoidna krivulja. Ona je pomaknuta ulijevo u slučaju ATP-a (viši afinitet, manji Km), a u desno u slučaju CTPa (niži afinitet).
Kod ovih alosteričkih modulatora se mijenja Km, a Vm ostaje isti. Postoje iznimke kada se mijenja Vm, a Km ostaje isti.
Aktivacija PKA
PKA se sastoji od 2 katalitičke i 2 regulatorne podjedinice. Regulatorne podjedinice su još “učvršćene” AKAPOM. One isto tako ulaze i u aktivno mjesto katalitičkih podjedinica–> autoinhibitorska uloga. Kada se sintetizira cAMP, on interagira s regulatornim podjedinicama (2 cAMPa po jednoj regulatornoj podjedinici) koje prestaju interagirati s katalitičkim podjedinicama. Katalitičke podjedinice sada su slobodne i mogu dalje fosforilirati proteine.
cAMP se sintetizira preko aktivne adenil ciklaze. Nju aktivira G alfa podjedinica G proteina.
Piruvat dekarboksilaza
Piruvat—–> acetaldehid + CO2
Enzim: piruvat dekarboksilaza uz TPP kao prostetičku skupinu.
Ovaj enzim posjeduju organizmi koji fermentiraju glukozu do etanola