Biochemia I - Lista 1

Lista 1 -

Wstęp: biochemia i rewolucja genomowa,

Ewolucja biochemiczna, Struktura i funkcja białek

- 1 z 3-

IOCHEMIA

–

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 różni sie od DNA, ponieważ RNA:

(a)  jest przeważnie cząsteczką jednoniciową.
(b)  często zasady parują ze sobą (wewnątrzniciowe parowanie zasad).
(c)  wykorzystuje deoksyrybozę zamiast rybozy.
(d)  wykorzystuje uracyl zamiast tyminy.
(e)  tworzy potrójną helisę zamiast podwójnej.

2. Cechą wyróżniającą Eukarya jest fakt, że:

(a)  wszystkie są wielkokomórkowe.
(b)  posiadają twardą ścianę komórkową otaczająca każda komórkę.
(c)  posiadają dobrze zdefiniowane jądra wewnątrz każdej komórki.
(d)  są bardziej prymitywne niż Archea czy Bacteria.

3. Wiązaniom lub oddziaływaniom wymienionym w lewej kolumnie przypisz wszystkie poprawne cechy z

prawej kolumny.

(a) oddziaływanie elektrostatyczne

(1)

wymaga cząsteczek niepolarnych

(b) wiązanie wodorowe

(2)

angażuje tylko cząsteczki posiadające ładunek

(3)

wymaga cząsteczek polarnych lub posiadających ładunek

(d) oddziaływanie hydrofobowe

(4)

angażuje atomy O i H lub N i H

(5)

angazuje atomy polaryzowalne

(6)

jest również nazywane mostkiem solnym

(7)

istnieje tylko w wodzie

(8)

jest optymalne na odległości kontaktowej van der Waals

(9)

przeważnie posiada energię pomiędzy 3 a 7 kcal/mol

(10)

przeważnie posiada energię około 1 kJ/mol

(11)

jest osłabiane w wodzie

4. Jak zostanie przedstawione w następnych rozdziałach, enzymy posiadają specyficzne miejsce wiążące

substraty, w którym jeden lub więcej etapów reakcji chemicznej może być przeprowadzony. Przeważnie
te miejsca są zaprojektowane tak, aby wykluczyć z nich cząsteczki wody. Załóż że w miejscu wiążącym
negatywnie naładowny substrat oddziałuje z pozytywnie naładowanym atomem enzymu.

(a) Używając równania Coulomb’a, pokaż że obecność wody może wpływać na oddziaływanie. Jakiego

rodzaju środowisko jest preferowane dla oddziaływania jonowego? Wartości liczbowe nie są konieczne w
odpowiedzi.

(b) Jak wpłynie na oddziaływanie jonowe odległość pomiędzy przeciwnie naładowanymi atomami?

5. Które z poniższych stwierdzeń są prawidłowe? Entropia reakcji odnosi się do:

(a)  ciepła tworzonego podczas reakcji.
(b)  tendencji układu do osiągnięcia stanu maksymalnego nieuporządkowania.
(c)  energii stanu przejściowego.
(d)  wpływu temperatury na szybkość reakcji.

Lista 1 -

Wstęp: biochemia i rewolucja genomowa,

Ewolucja biochemiczna, Struktura i funkcja białek

- 2 z 3-

6. Drugie Prawo Termodynamiki stwierdza, że entropia (nieuporządkowanie) układu i jego otoczenia

zawsze wzrasta dla procesu spontanicznego. Dlaczego więc białka fałdują spontanicznie? Jest
zrozumiałe, że fałdowanie prowadzi ze stanu nieuporządkowanego (przypadkowo rozfałdowanych
białek) do stanu uporządkowanego (sfałdowane białka). Wyjaśni to zjawisko.

7. Proces osmozy dąży do wyrównania stężeń po obu stronach membrany. Każda żyjąca komórka posiada

białka i kwasy nukleinowe w swoim wnętrzu, co powoduje napływ wody do wnętrza komórki. Aby
zapobiec pęknięciu, stężenie „czegoś” wewnątrz komórki musi zostać obniżone w stosunku do stężenie
na zewnątrz komórki. Stężenie „czego”? Jak ten proces przebiega?

8. Jaki jest stosunek formy zasadowej do kwasowej grup karboksylowych histydyny w pH 0.8, 1.8, 2.3,

2.8, i 3.8? Jaki fizykochemiczny parametr dotyczący histydyny potrzebujesz znać w celu wykonania
potrzebnych obliczeń? Znajdź odpowiednie wartości w książce.

9. Zapoznaj się z czterema aminokwasami podanymi poniżej:

Przyporządkuj im odpowienie właściwości z poniższych stwierdzeń:

(a) Alifatyczny łańcuch boczny

(b) Zasadowy łańcuch boczny

(d) Ładunek +1 w pH 7.0

(e) pK ~10 w białkach

(f) Drugorzędowa grupa aminowa

(g) Oznaczony jest symbolem K

(h) Znajduje się w tej samej klasie co fenyloalanina

(i) Jest najbardziej hydrofobowy z podanej czwórki

(j) Łańcuch boczny może tworzyć wiązanie wodorowe

(k) Nazwij wszystkie cztery aminokwasy.

(l) Nazwij aminokwasy występujące w tej samej grupie co

aminokwas na rysunku D.

Lista 1 -

Wstęp: biochemia i rewolucja genomowa,

Ewolucja biochemiczna, Struktura i funkcja białek

- 3 z 3-

10. Oblicz ładunek netto histydyny w pH 6.5. Co możesz powiedzieć o pojemności buforującej histydyny w

pH 7.6?

11. Narysuj strukturę cysteiny w pH 1.

12. Które z poniższych aminokwasów posiada łańcuchy boczne, które są negatywnie naładowane w

warunkach fizjologicznych (tj. w pH około 7).

(a) Asn

(d) Glu

(b) His

(e)

Cys

13. Jak dużo różnych di peptydów może być utworzonych z 20 L aminokwasów? Jaka jest minimalna i

maksymalna liczba wartości pK dla dowolnego di peptydu?

14. Dla pentapeptydu Gln-Met-Arg-Thr-Glu,

(a)  Nazwij resztę na końcu karboksylowym.
(b)  Podaj liczbę naładowanych grup w pH 7.
(c)  Podaj ładunek netto w pH 1.
(d)  Napisz sekwencję używając kodu jednoliterowego.
(e)  Narysuj wiązanie peptydowe pomiędzy resztą Thr i Glu, włącznie z łańcuchami bocznymi.

15. Dimeryczne białko jest złożone z identycznych polipeptydów posiadających 400 reszt aminokwasowych

każdy. Jaka jest w przybliżeniu masa molekularna tego białka?

(a) 22 000 Da

(b) 44 000 Da

(d) 196 kDa