background image

 

Lista 1 - 

Wstęp: biochemia i rewolucja genomowa,

 

Ewolucja biochemiczna, Struktura i funkcja białek

 

- 1 z 3- 

B

IOCHEMIA 

I

 

 ĆWICZENIA

  

LISTA 1 

 

do wykładu dr. hab. inż. P. Dobryszyckiego 

W s t ę p :   b i o c h e m i a   i   r e w o l u c j a   g e n o m o w a  

E w o l u c j a   b i o c h e m i c z n a  

S t r u k t u r a   i   f u n k c j a   b i a ł e k   [ f r a g m e n t ]  

 

1.  RNA differs from DNA because RNA: 

(a)  is usually single stranded. 
(b)  often base-pairs with itself (intrastrand pairing). 
(c)  uses deoxyribose instead of ribose. 
(d)  uses uracil instead of thymine. 
(e)  forms a triple helix instead of a double helix. 

2.  The distinguishing feature of the Eukarya is that: 

(a)  they are all multicellular. 
(b)  they have tough cell walls around each cell. 
(c)  they have a well-defined nucleus within each cell. 
(d)  they are more primitive than the Archaea or the Bacteria. 

3.  For the bonds or interactions in the left column, indicate all the characteristics in the right column that 

are appropriate. 

(a)  electrostatic interaction 

 

(1) 

requires nonpolar species 

(b)  hydrogen bond 

 

 

(2) 

involves charged species only 

(c)  van der Waals bond  

 

(3) 

requires polar or charged species 

(d)  hydrophobic interaction 

 

(4) 

involves either O and H or N and H atoms 

 

 

 

 

 

 

(5) 

involves polarizable atoms 

 

 

 

 

 

 

(6) 

is also called a salt bridge 

 

 

 

 

 

 

(7) 

exists only in water 

 

 

 

 

 

 

(8) 

is optimal at the van der Waals contact distance 

 

 

 

 

 

 

(9) 

typically has an energy between 3 and 7 kcal/mol 

 

 

 

 

 

 

(10) 

typically has an energy of around 1 kJ/mol 

 

 

 

 

 

 

(11) 

is weakened in water 

4.  As will be seen in succeeding chapters, enzymes provide a specific binding site for substrates where one 

or more chemical steps can be carried out. Often these sites are designed to exclude water. Suppose that 
at a binding site, a negatively charged substrate interacts with a positively charged atom of an enzyme. 

(a)  Using  Coulomb’s  equation,  show  how  the  presence  of  water  might  affect  the  interaction.  What  sort  of 

environment  might  be  preferable  for  an  ionic  interaction?  Note  that  a  numerical  answer  is  not  required 
here. 

 

(b)  How would an ionic interaction be affected by the distance between the oppositely charged atoms? 

 
 

5.  Which of the following statements is correct? The entropy of a reaction refers to 

(a)  the heat given off by the reaction. 
(b)  the tendency of the system to move toward maximal randomness. 
(c)  the energy of the transition state. 
(d)  the effect of temperature on the rate of the reaction. 

 

 

background image

 

Lista 1 - 

Wstęp: biochemia i rewolucja genomowa,

 

Ewolucja biochemiczna, Struktura i funkcja białek

 

- 2 z 3- 

6.  The Second Law of Thermodynamics states that the entropy (disorder) of a system and its surroundings 

always increases for a spontaneous process. So why do proteins fold up spontaneously? It is evident that 
protein folding moves from a disorderly state (randomly unfolded proteins) to an orderly state (folded 
proteins). Explain. 

 

 

7.  Osmosis tends to equalize concentrations on both sides of a membrane. Any living cell will have protein 

and nucleic acid inside, which "draws" water inward. To prevent bursting, concentration of something 
inside the cell has to be made lower than the concentration outside. Concentration of what? How is this 
adjustment made? 

 

8.  What  is  the  ratio  of  base  to  acid  form  at  pH  0.8,  1.8,  2.3,  2.8,  and  3.8  for  the  carboxylic  group  of 

histidine?  What  physicochemical  parameter  regarding  histidine  do  you  need  to  know  in  order  to 
complete the required calculations? Find the appropriate value in the textbook. 

 

 

 

 

9.  Examine the four amino acids given below: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

Indicate which of these amino acids are associated with the following properties: 

(a)  aliphatic side chain 

(b)  basic side chain 

(c)  three ionizable groups 

(d)  charge of +1 at pH 7.0 

(e)  pK ~10 in proteins 

(f)  secondary amino group 

(g)  designated by the symbol K 

(h)  in the same class as phenylalanine 

(i)  most hydrophobic of the four 

(j)  side chain capable of forming hydrogen bonds 

(k)  Name the four amino acids. 

(l)  Name the other amino acids of the same class as D. 

 

 

background image

 

Lista 1 - 

Wstęp: biochemia i rewolucja genomowa,

 

Ewolucja biochemiczna, Struktura i funkcja białek

 

- 3 z 3- 

10.  Calculate  the  net  charge  of  histidine  at  pH  6.5.  What  can  you  say  about  the  buffering  capacity  of 

histidine at pH 7,6? 

 

 

 

 

 

 

 

11.  Draw the structure of cysteine at pH 1. 

 
 
 
 
 
 

12.  Which  of  the  following  amino  acids  have  side  chains  that  are  negatively  charged  under  physiologic 

conditions (i.e. near pH 7)? 

(a)  Asn  

 

 

(d)  Glu 

(b)  His  

 

 

(e)

   

Cys 

(c)  Trp 

 

13. How many different dipeptides can be made from the 20 L  amino acids? What are the minimum and 

the maximum number of pK values for any dipeptide? 

 

 

14.  For the pentapeptide Gln-Met-Arg-Thr-Glu, 

(a)  name the carboxyl-terminal residue. 
(b)  give the number of charged groups at pH 7. 
(c)  give the net charge at pH 1. 
(d)  write the sequence using one-letter symbols. 
(e)  draw the peptide bond between the Thr and Glu residues, including both side chains. 

 
 
 
 

15.  A dimeric protein is composed of identical  polypeptides having 400 amino acid residues each. What is 

the approximate molecular mass of the protein? 

(a)   22 000 Da   

(c)    88 000 Da 

(b)   44 000 Da   

(d)    196  kDa