Pitanja s usmenog - Mocibob Flashcards
Kako se sintetizira dNTP iz NTP-a, koje su karakteristike tog enzima i vezno mjesto koje utjece na specificnost prema supstratu
(Nadam se da ovdje zapravo treba pisati iz NDP-a u dNDP)
Redukcija ribonukleotida u deoksiribonukleotide odvija se pomoću enzima ribonukleotid reduktaza. Kao supstrati se koriste ribonukleozid-DIfosfati (NDPovi).
Ovaj enzim je tetramer. Sadrži dvije alfa i dvije beta podjedinice.
Alfa podjenice- katalitičko mjesto enzima
Beta podjedinice- u njoj se stvara radikal Tys i binuklearni željezni centar. Uloga binuklearnog Fe centra je oksidacija Tyr i stvaranje radikala
Pomoću Tyr (rad) nastaje radikal bočnog ogranka Cys u aktivnom mjestu. Taj radikal se prvo premješta na 3C atom riboze. OH skupina na C2 atomu biva protonirama, voda kao dobra izlazna skupina izlazi van. Radikal je sada na položaju C2. On se prebacuje na C3 (pri čemu se na C2 dodaje H), stvara se disulfidna veza između 2 Cys u aktivnom mjestu. Na kraju imamo 2H na C3 i 2H na C2 atomima riboze; 2Cys povezana disulfidnom vezom, i jedan “običan” Cys.
Prije ponovnog pokretanja reakcije redukcije C2 atoma riboze, potrebno je reducirati disulfidnu vezu između 2 Cys. To radi tioredoksin (kod njega nastaje disulfidna veza),. Krajnji donor elektrona je NADPH.
Karakteristike tog enzima:
1. Radikalski mehanizam redukcije pomoću Tyr radikala i binuklearnog željeznog centra
2. 2 alosterička mjesta( dvije vrste alosteričkih mjesta) u alfa podjedinici. U jedno alosteričko mjesto se veže dATP (inhibitor) i ATP (aktivator)–> time je regulirana aktivnos enzima. Pomoću drugog alosteričkog mjesta regulira se specifičnost enzima za pojedini supstrat. Ako se veže (d)ATP–> redukcija pirimidinskih nukletida (UDP, CDP). Ako se veže neku pirimidinski nukleotid (npr dTTP), specifičnost se usmjerava na neki drugi nukleotid.
Razlika izmedu prokariotske i eukariotske RNA polimeraze i transkripcije
Prokariotska stanica ima jednu RNA polimerazu koja sintetizira sve RNA (mRNA, tRNA, rRNA), dok eukariotska stanica ima tri različite RNA polimeraze od koja svaka radi transkripciju za nešto drugo:
RNA pol II transkribira RNA koje kodiraju gene (mRNA)
RNA pol I transkribira rRNA za ribosome
RNA pol III transkribira tRNA i rRNA
Transkripcija je općenito sinteza mRNA uz pomoć DNA kalupa. DNA kalup ide u 3—> 5 smjeru, a sinteza RNA se odvija u 5—>3 smjeru. Za transkripciju nije potrebna klica, ali potrebna je sekvenca nukleotida koja će dati signal RNA polimerazi da krene s transkribiranjem. Ta sekvenca nukleotida naziva se PROMOTOR. Kod prokariota je dovoljna da promotorska sekvenca, a kod eukariota su potrebni i “pojačivači” koji se nalazi uzvodno? od promotora. Općenito je transkripcija složenija kod eukariota, kao i njezina regulacija.
Prokarioti ne posjeduju jezgru, odnosno posebni stanični odjeljak u kojem se skladišti nasljedni materijal-DNA. Transkripcija RNA i translacija se odvijaju simultano. Kako nastaje mRNA, tako se ribosomi vežu na nju i odmah se događa sinteza proteina. Tek sintetizirana RNA je “gotova” i spremna za translaciju.
Kod eukariota, postoji jezgra u kojo se odvija replikacija DNA i transkripcija. Nakon transkripcije, mRNA podliježe posttranskripcijskim modifikacijama:
na 5 kraju m7G kapa
na 3 kraju poli A rep
Izrezivanje introna/splicing
Reakcija, prosteticka skupina i kataliticki mehanizam aminotransferaza
Reakcija aminotransferaza:
alfa aminokiselina + alfa ketokiselina—-> alfa ketokiselina + alfa aminokiselina (oksidoredukcijska reakcija)
Prostetička skupina: PLP (postoji u dvije forme, nezwitterionska i zwitterionska)
Katalitički mehanizam:
U aktivnom mjestu aminotransferaza prevladava PLP u zwitterionskom obliku u obliku Schiffove baze. Schiffovu bazu tvori s bočnim ogrankom lizina. Dolazi alfa aminokiselina i ona zamjenjuje Lys. Sada imamo Schiffovu bazu između PLP-a i aminokiseline. Dolazi do deprotonacije alfa C H i premještaj dvostruke veze. Međuprodukt (karbanion) stabiliziran je delokalizacijom i rezonancijom. = veza je prije bila između N i C (koji potiče iz PLP-a), a sada imamo = vezu između N i alfa C atoma iz aminokiseline.
Naš heterociklički sustav je bogat elektronima i može se ponovno protonirati, ali sada na način da se protonira C atom iz PLP-a, te dolazi do hidrolize N= C veze i otpuštanja alfa keto skupine
U drugoj polovisi katalitičkog mehanizma: dolazi alfa keto kiselina koja će djelovati kao akceptor aminoskupine (imamo prijenos NH3+).
Razlika u nastajanju protonskog gradijenta kod fotosinteze i oksidativne fosforilacije
Oksidativna fosforilacija: protoni se “pumpaju” iz matriksa mitohondrija međustanični prostor.
Kod fotosinteze: protoni se pumpaju iz strome (van) u tilakoidni prostor (unutra)
Koju nezeljenu reakciju katalizira RUBISCO i zasto je nezeljena. Kako je taj problem rijesen kod tropskih biljaka. Ima li puno ili malo rubisca i zasto ga ima puno?
RUBISCO katalizira 2 reakcije:
1. fiksacija CO2 na ribulozu 1,5,-bisfosfat (poželjna reakcija). Nastaju dvije molekule 3-fosfoglicerata.
2. “Fiksacija” O2 na ribulozu 1,5-bisfosfat (nepoželjna reakcija). Nastaje jedna molekula 3-fosfoglicerata i jedna molekula fosfoglikolata.
C4 biljke:
fotosinteza se odvija u štapićastim stanicama koje su smještene u unutrašnjosti lista, a stanice mezofila na površini lista su izložene u atmosferi i u njih najprije ulazi CO2. CO2 se fiksira na molekule (oksaloacetat) kojje onda dolaze do štapićastih stanica (za ovo se troši ATP). Parcijalni tlak CO2 je veći tamo gdje se odvija Calvinov ciklus (fiksacija)–> smanjena je fotorespiracija. Bit je u tome da imamo različite stanice neke rade fotosintezu i reakcije u tami a neke ne.
CAM biljke
To su sukulenti i kaktusi. Postoji vremenski pomak između fiksacije CO2 i fotosinteze. Njihove pući su otvorene tijekom noći i tada kataliziraju pretvorbu oksaloacetata u malat koji se skuplja u vakuolama. Tijekom dana, pući su zatvorene, provodi se fotosinteza na osnovu CO2 koji je tijekom noći bio fiksiran u malat (malični enzim: piruvat + co2)
Reakcije u tami odvijaju se u stromi kloroplasta.
Pošto RUBISCO ima nizak obrtni broj, on je jako spor enzim. U biljkama ga ima jako puno.
Kako znamo da su stacking interakcije baza bitnije od vodikovih?
Jer su vodikove veze prisutne i prije i nakon denaturacije DNA, a stacking interakcije nisu
Mehanizam nastanka peptidne veze
Sintezu peptidne veze katalizira peptidil-transferazna aktivnost velike podjedinice ribosoma (to je i njena najbitnija uloga).
U P mjestu ribosoma se nalazi aminoacil-tRNA (ili poliaminoacil-tRNA ako nije prvo sklapanje peptidne veze). U A mjestu ribosoma se nalazi aminoacil-tRNA. Amino aminoacil-tRNA, iz A mjesta, nukleofilno napada karbonilni C atom aminoacil-tRNA iz P mjesta ( i to onaj koji se je preko O povezan na 3 kraj riboze 3 kraja tRNA)e aminoacilna skupina otpušta s tRNA iz P mjesta. Sada u A mjestu imamo dipeptidil tRNA, a u P mjestu imamo deaciliranu tRNA.
Usporedba polimeraze I i III - opis,u loga, procesivnost
I jedna i druga služe za replikaciju DNA po kalupu koji se čita od 3—> 5. Osim 5—> 3 polimerazne aktivnosti, i jedna i druga imaju 3—->5 egzonukleaznu aktivnost (proofreading). DNA polimeraza I dodatno ima i 5—-> 3 egzonukleaznu aktivnost pomoću kojeg izrezuje mRNA klicu i zamijenjuje te nukelotide s dNTPovima.
DNA polimeraza III ima veću procesivnost od polimeraze I.
DNA polimeraza III funkcionira na modelu trombona.
DNA se razdvaja helikazom. DNA komplementarna vodećem lancu se sintetizira pomoću klice (RNA) i sintetizira se od 5 prema 3 kraju.
Sto je plastokinon, a sto plastocijanin
Plastokinon je molekula koja prenosi elektrone na citokrom b6f. Sadrži kinonski prsten. (slična molekula služi i u lancu prijenosa elektrona u mitohondrijima).
Plastocijanin je isto molekula koja prenosi elektrone, međutim on ih prenosi od citokoma b6f na fotosustav I kako bi u konačnici nastao NADPH.
Koji je aktivirani oblik aminokiselina u sintezi peptida?
Aminoacil tRNA
Koristi li se ATP u nastanku peptidne veze?
Ne u smislu aktiviranja aminokiselina jer je AK vec aktivirana s tRNA
Kako dolazi do terminacije translacije i release faktori
Elongacija se nastavlja sbe dok ribosom ne doda posljednu aminokiselinu koju je mRNA kodirala. Terminacija translacije je signalizirana STOP kodonima na mRNA. STOP kodon se nalazi u A mjestu ribosoma, njemu u susret ne dolazi tRNA s pripadajućom aminokiselinom, već dolazi release faktor. Oni potiču:
1. Hidrolizu esterske veze peptidil tRNA u P mjestu velike podjedinice (imamo slobodnu COO skupinu peptida)
2. Otpuštaju odgovarajuć polipeptid i neaciliranu tRNA iz P mjesta
3. Disocijacije ribosoma na malu i veliku podjedinicu.
Kako se zovu enzimi koji kataliziraju nastanak aminoacil-tRNA i objasniti specificnosti
Aminoacil tRNA sintetaze
Sintetaza prepoznaje samo jednu AK, a vise razlicitih tRNA (izoakceptori)
neke imaju jedinice za popravak ako dode kriva AK
jos dodati
NAPRAVI 23.5.
Kataliziraju li aminoacil tRNA sintetaze nastanak aminoacil adenilata prije nego sto nastane aminoacil tRNA
Da, prvo katalizira reakciju spajanja ATP i AK tako da nastane AK-AMP i otpusta se PPi, a onda AK-AMP reagira s tRNA te se otpusta AMP a nastaje AK-tRNA
Sto je ribosom i koje su uloge podjedinica ribosoma
Ribosom je ribonukleinski supramolekulski kompleks koji katalizira biosintezu polipeptida. On je ribozim!
Sastoji se od velike i male podjedinice.
2/3 mase ribosoma sačinjava rRNA, a 1/3 mase sačinjavaju ribosomski proteini koji imaju strukturnu, a ne katalitičku ulogu.
u ribosomu razlikujemo 3 mjesta: E, P i A.
u P mjestu se događa sinteza peptidne veze pomoću peptidil-transferazne aktivnosti velike podjedinice.
Koje su sudbine acetil-CoA?
Ribonukleotid-reduktaza
Vjv opisati reakciju i vazne stvari
Redukcija ribonukleotida u deoksiribonukleotide odvija se pomoću enzima ribonukleotid reduktaza. Kao supstrati se koriste ribonukleozid-DIfosfati (NDPovi).
Ovaj enzim je tetramer. Sadrži dvije alfa i dvije beta podjedinice.
Alfa podjenice- katalitičko mjesto enzima
Beta podjedinice- u njoj se stvara radikal Tys i binuklearni željezni centar. Uloga binuklearnog Fe centra je oksidacija Tyr i stvaranje radikala
Pomoću Tyr (rad) nastaje radikal bočnog ogranka Cys u aktivnom mjestu. Taj radikal se prvo premješta na 3C atom riboze. OH skupina na C2 atomu biva protonirama, voda kao dobra izlazna skupina izlazi van. Radikal je sada na položaju C2. On se prebacuje na C3 (pri čemu se na C2 dodaje H), stvara se disulfidna veza između 2 Cys u aktivnom mjestu. Na kraju imamo 2H na C3 i 2H na C2 atomima riboze; 2Cys povezana disulfidnom vezom, i jedan “običan” Cys.
Prije ponovnog pokretanja reakcije redukcije C2 atoma riboze, potrebno je reducirati disulfidnu vezu između 2 Cys. To radi tioredoksin (kod njega nastaje disulfidna veza),. Krajnji donor elektrona je NADPH.
Karakteristike tog enzima:
1. Radikalski mehanizam redukcije pomoću Tyr radikala i binuklearnog željeznog centra
2. 2 alosterička mjesta( dvije vrste alosteričkih mjesta) u alfa podjedinici. U jedno alosteričko mjesto se veže dATP (inhibitor) i ATP (aktivator)–> time je regulirana aktivnos enzima. Pomoću drugog alosteričkog mjesta regulira se specifičnost enzima za pojedini supstrat. Ako se veže (d)ATP–> redukcija pirimidinskih nukletida (UDP, CDP). Ako se veže neku pirimidinski nukleotid (npr dTTP), specifičnost se usmjerava na neki drugi nukleotid.
Sto katalizira piruvat dehidrogenaza, sto nastaje u rekaciji i koji su kofaktori
Piruvat dehidrogenaza je multienzimski kompleks koji katalizira oksidativnu dekarboksilaciju piruvata u acetil-koenzim A.
Prednosti multienzimskog kompleksa:
1. Ubrzana reakcija (katalitička efikasnost)- sve na jednoj hrpi
2. Usmjeravanje (kanaliziranje) supstrata- nema otpuštanja supstrata i međuprodukata u otopinu
3. Usklađena kataliza i regulacija- jednostavnija regulacija jer je sve na jednoj “hrpi” i tako je lakše koordinirano.
Imamo 2 koenzima (CoA-SH i NAD+) i 3 kofaktora:
1. TPP
2. Lipoat
3. FAD
1.TPP (tijamin pirofosfat-B1 vitamin) napada nukleofilno napada piruvat. Izdavaja se CO2. Nastaje hidroksietil-TPP.
2. Hidroksietilna skupina se prenosi s TPP-a na lipoamid. Lipoamid ima S-S vezu koja se djelomično reducira. Nastaje acetillipoamid (oksidacija u acetilnu skupinu) i regenerirani TPP.
3.Prijenos acetilne skupine s lipoamida na koenzim A. Sada imamo acetil CoA i reducirani (dihidro)lipoamid.
4. Regeneracija dihidrolipoamida u lipoamid. FAD–> FADH2
NAD+–> NADH
FADH2—> FAD
1+2 se odvijaju u E1 podjedinici (piruvat dehidrogenaza)
3-> E2 (dihidrolipoil-transacetilaza)
4–> E3 (dihidrolipoil-dehidrogenaza)
Sto su introni
Introni su dijelovi mRNA koji ne kodiraju informaciju za protene. Izrezuju se iz mRNA najšečće
Razlike između translacije kod prokariota i eukariota
Translacija je proces biosinteze proteina iz mRNA i ribosoma.
Kod prokariota se mRNA translatira odmah po njenom nastanku (nema dozrijevanja). mRNA najčešće kodira za nekoliko proteina. Nastaju polisomi (više ribosoma na jednoj mRNA).
Potrebna je Shane-Dalgarnova sekvenca–> služi za prepoznavanje AUG START kodona.
Potrebni inicijacijski faktori IF1. IF3 (sprečavaju preuranjeno sklapanje velike i male podjedinice ribosoma), IF2 (veže na sebe aminoaciliranu-tRNA; u služaju komplementarnosi baza kodona i antikodona, IF2 otpušta aminoaciliranu-tRNA u P mjesto, te hidrolizira GTP)
Elongacijski faktori:
Ef-Tu (isto na sebe veže aminoaciliranu-tRNA, otpušta A mjesto ako je došlo do ispravnog sparivanja, hidrolizira GTP)
Ef-Ts (faktor izmjene, da EF-Tu može ponovno dobiti GTP)
EF-G (umjeto aminoacil-tRNA dolazi u A mjesto kada je vrijeme za elongaciju translacije, on pogurne aminoacil-tRNA i deaciliranu tRNA za jedno mjesto)
Terminacijski faktori:
RF-3 ulazi u A mjesto umjesto aminoacil-tRNA. Interagira s peptidil-tRNA u P mjestu i potiče hidrolizu esterske veze između 3C atoma riboze s tRNA. Van izlazi peptid.
Dolaze drugi RF faktori koji pomažu u disocijaciji velike i male podjedinice, mRNA i deacilirane tRNA
Kod eukariota, mRNA prvo dozrijava nakon čega počinje translacija u citosolu. Eukariotska mRNA nema Shane-Dalgarnovu sekvencu, translacija počinje prvim AUG kodonom (onda Metionin nije formiliran ili?). Puno složenija regulacija….. Puno više translacijskih faktora za inicijaciju, elongaciju i terminaciju…
Opcenito o replikaciji - dna polimeraze, SSB, DNA giraza, helikaza, mehanizam replikacije
Replikacija DNA je umnažanje DNA. Ovo je semikonzervativni proces . Iz jedne dvolančane DNA dobijemo dvije dvolančane DNA. U svakoj od novih molekula DNA imamo po jednu “staru” i jednu “novu” DNA.
Helikaza (pomoću ATP-a) razdvaja lance DNA. Stvara replikacijske rašlje.
DNA giraza (topoizomeraza) upumpava negativne superzavoje, kako bi razriješila novonastali topološi stres.
SSB- single strand binding proteins. Proteini koji stabiliziraju jednolančanu DNA.
U molekuli DNA, lanac koji se kreće od 3 prema 5 nazivamo vodeći lanac, a lanac koji se čita od 5 prema 3 nazivamo tromi lanac. Sinteza DNA, prema kalupu, se odvija od 5 prema 3 kraju.
Sinteza novog lanca DNA ne kreće de novo, već je potreban primer/klica-> to je zapravo RNA (A-U, C-G). Ovo radi DNA polimeraza I? ili ona spaja okazakijeve fragmente?.
Za vodeći lanac kalup, potreban je jedan primer i nakon toga se “ u jednom komadu” sintetizira DNA. Ovo je moguće jer vodeći lanac kalup ide u smjeru 3 prema 5, a novi lanac se sintetizira od 5 prema 3.
Za tromi lanac kalup je malo kompliciranije. On ide u smjeru od 5 prema 3. Nova DNA isto mora ići u smjeru od 5 prema 3. Radi se o Okazakijevim fragmentima- prvo se napravi primer (5 prema 3) bliže 3 kraju kalupa. Okazakijev fragmet kreće od 3 kraj primera i nastavlja se. onda nastaje novi primer i novi okazakijev fragmennt koji opet mikroskopski ide od 3 prema 5. 5 prema 3, 5 prema 3 i opet. Tako se napravilo da makroskopski izgleda da sinteza i ove DNA ide od 5 prema 3.
Mehanistički mehanizam ide ovako:
Imamo slobodnu OH skupinu na C 3 atomu riboze nukleotida. On nukleofilno napada alfa atom fosfora nadolazećeg nukleotida. Oni se vežu, a izbacuje se pirofosfat.
Objasniti prokiralnost kod citrata
Radioaktivno obilježimo C atome iz acetilCoA. Oksaloacetat + acetilCoA—–> citrat koji izomerizira u izocitrat. Zatim slijedi izocitrat dehidrogenaza i nastaje alfa keto glutarat. U teoriji izocitrat može nastati na 2 “kemijski” iste pozicije u citratu, ali u praksi nastaje samo jedna “varijanta”. S obzirom da je citrat akirlana, simetrična molekula, pitanje je kako on može reagirati asimetrično?
Radi se o tome, da simetrična molekula može reagirati asimetrično ako je aktivno mjesto enzima (u našem slučaju akonitaze) asimetrično. Iako imamo 2 kemijski iste skupine, one nisu prostorno ekvivalente. U aktivnom mjestu enzima, suptrat se pozicionira na način da samo jedna veza može biti modificirana.
Napisati reakciju alfaketoglutarat dehidrogenaze i koji su kosupstrati i prosteticke skupine
Alfaketoglutarat—> sukcinil CoA
Alfaketoglutarat dehidrogenazni kompleks je isto strukturiran kao i PDH (piruvat dehidrogenazni kompleks):
1. CoA-SH
2. NAD+
3. Lipoat
4. TPP
5. FAD
CoA + NAD+= koenzimi/kosupstrati
Lipoat + TPP + FAD= prostetičke skupine
Koje AK mozemo dobiti iz alfaketoglutarata
Alfaketoglutarat——> glutamat (glutamat dehidrogenaza)
Glutamat—-> glutamin
Glutamat—-> prolin
Glutamat—–> arginin
Reakcije dobivanja prolina
Prolin nastaje iz glutamata.
Glutamat—–> glutamat gama semialdehid (redukcija; NADPH–>NADP+)
Glutamat gama semialdehid —–> pirolin karboksilat (ciklizacija)
Pirolin karboksilat—> piruvat (micanje = veze; redukcija; NADPH–>NADP+)
Sinteza pirimidinskih nukleotida
Pirimidinski nukleotidi:
Uridilat
Citidilat
Timidilat
- Aspartat + karbamoil fosfat—> N-karbamoilfosfat (Aspartat transkarbamoilaza)
- N-karbamoilfosfat—-> (ciklizacija) Dihidroorotat
- Dihidroorotat—-> Orotat (stvaranje = veze)
- Orotat + PRPP—-> Orotidilat (Stvaranje nukleozida)
- Orotidilat—-> Uridilat? (Uracil-5-monofosfat)
Grananje do CTPa i dTTP-a
1. za CTP:
UMP se fosforilira do UTP-a
UTP+ Gln + ATP—-> CTP + Glu + ADP + Pi
- Za dTTP
Moramo prvo napraviti UDP—–> dUMP (ribonukleotid reduktaza)
Donor metilne skupine je N5,N10 metilen Tetrahidrofolat. Zapravo se radi o redoks reakciji. THF donira metilensku skupinu i hidridni ion. Na kraju reakcije imamo dTDP i dihidrofolat koji se treba reducirati do tetrahidrofolata (NADPH; dihidrofolat reduktaza)
Opisati mehanizam aspartat transkarbamoilaze
Supstrati su aspartat i karbamoil fosfat. Aminoskupina iz apsartata nukleofilno napada C=O skupinu karbamoil fosfata. Dolazi do izdvajanja fosfata. Nastaje N-karbamoilaspartat.
Objasniti kovalentnu strukturu nukleinskih kiselina