Задача 1
Белки, осуществляющие транспорт молекул или ионов через мембрану, часто классифицируются как трансмембранные белки. Такие белки имеют в своей структуре область, заключенную в липидном бислое мембраны, и области, обращенные внутрь клетки (в цитоплазму) и во внеклеточное пространство. Исходя из классификации аминокислот по полярности радикала, предположите, какие аминокислоты должны преобладать в различных участках данного трансмембранного протеина.
Решение Те участки белка, которые взаимодействуют с углеводородными цепями жирных кислот, содержат, в основном, неполярные аминокислоты. Участки белка, находящиеся в области "головок", обогащенный гидрофильными аминокислотными остатками.
Задача 4
Найдите, в какой зоне рН (нейтральной, кислой или щелочной) лежит ИЭТ полипептида, состоящего из следующих аминокислотных остатков: арг-гис-глу-цис. В каком направлении будет двигаться данный пептид при разделении пептидов методом электрофореза в буферном растворе с нейтральным значением рН? Как изменится заряд и направление движения пептида в электрическом поле, если в составе пептида аргинин заменить лейцином?
Решение
Изоэлектрическая точка-это значение рН, при котором заряд белка равен нулю. Заряд у пептида «+», значит ИЭТ в щелочной среде. Получается, что пептид пойдет к катоду. «-». Если лейцин заменит аргинин, то заряд останется нейтральным, поэтому никуда не пойдет.
Задача 8
Объясните, почему биуретовым методом можно определить содержание белков, а не аминокислот в растворе. Как можно определить наличие отдельных аминокислот? Дадут ли одинаковую окраску с биуретовым реактивом 1000 молекул альбумина и 1000 молекул гамма-глобулина? Обоснуйте Ваш ответ.
Решение
Так как биуретовая реакция – это реакция на пептидные связи.
Нингидриновая реакция на α аминокислоты. Рекция Фоля на аминокислоты, содержащие S. Ксантопротеиновая реакция на аминокислоты, содержащие ароматическую группу.
Альбумин состоит из одной полипептидной цепи, а гамма-глобулин из 2 легких и 2 тяжелых цепей. Значит в гамма-глобулине пептидных связей больше, следовательно, окраска будет более интенсивна.
Задача 13
Изучалась устойчивость двух разных ферментов (гексокиназы и рибонуклеазы) к действию температуры. Выяснилось, что при нагревании ферментов при температуре 50° в течение 15 минут гексокиназа теряет 70% своей активности, в то время как рибонуклеаза - только 30%. При сравнении структурной организации этих ферментов выяснилось, что рибонуклеаза содержит в своей структуре 4 дисульфидные связи. Исходя из приведенных выше данных, объясните отличия в устойчивости двух ферментов к тепловой денатурации.
Решение
Отличия в устойчивости ферментов заключается в наличие дисульфидных связей у рибонуклеазы и отсутствии таковых у гексокиназы. Эти связи представляют собой прочные боковые мостики, не разрушаемые под воздействием тепла и воды.
Задача 14
Фермент изоцитратдегидрогеназа катализирует реакцию превращения изоцитрата в α-кетоглутарат. АТФ является отрицательтным эффектором фермента, а АДФ - его положительным эффектором. Объясните механизм регуляции фермента. Дайте графическое изображение кинетики данной ферментативной реакции.
Решение
ИзоцитратДГ- аллостерический фермент. Он аллостерически активируется АДФ, который присоединяется к ферменту в аллостерическом центре. В присутствии АДФ конформация всех субъединиц меняется т.о, что связывание изоцитрата происходит значительно быстрее. Антагонистически действует АТФ, ингибируя метаболические пути, обеспечивающие синтез энергии, коим является ЦТК (цикл трикарб. кислот). Аллостерические ферменты не подчиняются законам Михаэлиса-Ментен, они имеют характерную S-образную кривую зависимости скорости от концентрации субстрата. При низких концентрациях субстрата актив-ть в присут. ингибитора существенно ниже, чем в его отсутствие. Однако при увеличении концетр. субстрата ингибирующие действие становится менее выраженным.
Задача 16
Фосфорорганические соединения являются мощными ядами и обладают нервнопаралитическим действием. Симптомы отравления связаны с необратимым ингибированием ацетилхолинэстеразы (АХЭ), которая ускоряет гидролиз ацетилхолина, функционирующего в качестве нейромедиатора. Увеличение количества ацетилхолина в синаптической щели при ингибировании АХЭ приводит к стойкой деполяризации постсинаптической мембраны и может вызвать паралич. Объясните механизм ингибирования АХЭ.
Решение
Симптомы отравления органическими фторфосфатами связаны в основном с необратимым ингибированием фермента – ацетилхолинэстеразы (АХЭ) Ацетилхолинэстераза ускоряет гидролиз ацетилхолина, функционирующего в качестве нейромедиатора. Продукты распада ацетилхолина – ацетат и холин – не способны действовать как нейромедиаторы. Увеличение количества ацетилхолина в синаптической щели при ингибировании АХЭ приводит к стойкой деполяризации постсинаптической мембраны и может вызвать паралич.
Задача 19
Фермент киназа гликогенфосфорилазы в печени может находиться в двух формах с различной активностью: в виде простого белка и фосфопротеина.
1. Объясните, каким путем одна форма фермента переходит в другую?
2. Почему этот переход сопровождается изменением активности фермента?
Решение
В печени существует аллостерическая регуляция гликогенфосфорилазы, обеспечивающая внутриклеточные потребности в глюкозе. Рассмотрим значение изменения в клетке уровней АТФ, АДФ и АМФ как показателей, отражающих потребности клеток в энергии. Уменьшение расходования АТФ сопровождается снижением активности гликогенфосфорилазы и уменьшением скорости распада гликогена. Напротив, увеличение расходования АТФ ведёт к повышению уровня АМФ, активации гликогенфосфорилазы и ускорению распада гликогена. АТФ и АМФ являются аллостерическими эффекторами по отношению к гликогенфосфорилазе за счет процесса фосфорилирования.
Задача 21
Метанол - очень токсичное соединение: прием внутрь 30 мл метанола может привести к смерти. Такая токсичность обусловлена действием формальдегида - продукта его превращения. Метанол окисляется под действием фермента печени - алкогольдегидрогеназы. Один из методов лечения при отравлении метанолом состоит в том, что больному назначают внутрь или внутривенно этанол в дозах, которые вызывают интоксикацию у здорового человека. Объясните почему такое лечение эффективно.
Решение Такое лечение считается эффективным, потому что этанол является антидотом метанола. Действие этанола при отравлении метанолом: метанол метаболизируется алкогольдегидрогеназой, которая осуществляет и первый этап метаболизма этанола. Токсичны не столько сами исходные вещества, сколько их метаболиты, образующиеся при дегидрировании. Вводимый с лечебной целью этанол конкурирует с этими веществами за фермент и тем самым уменьшает образование их токсичных метаболитов и обеспечивает их выведение с мочой в неизмененном виде
Задача 23
Известно, что употребление в пищу сырых яиц может вызвать гиповитаминоз витамина Н. В составе яиц содержится белок авидин, который способен взаимодействовать с витамином Н и препятствовать его всасыванию в желудочно-кишечном тракте. Объясните, почему вареные яйца таким эффектом не обладают?
Решение
Витамин Н или биотин обладает высоким сродством с авидином(гликопротеином-белком основного характера) вместе они образуют нерастворимый в воде комплекс, так же он не подвергается расщеплению в пищеварительном тракте, поэтому биотин не всасывается. Яйца, которые сварили, пережили денатурацию белка, поэтому естественные(нативные) свойства белка авидина были потеряны в результате нарушения третичной структуры белка., стало быть авидин не может взаимодействовать с витамином Н, препятствуя его всасыванию в жкт.
Задача 26
Во время Битвы за Британию английская авиация приняла на себя основной удар, и сумела противостоять превосходящим во много раз силам противника, в основном благодаря мастерству английских летчиков. Однако, многие летчики испытывали трудности при ночных полетах из-за нарушения зрения. После введения в рацион повышенного количества молока, сливочного масла, яиц и моркови эта проблема полностью исчезла. Объясните, почему
Решение
В молочных продуктах, яйцах содержится витамин А, в Моркови содержатся кератинойды, которые являются провитаминами Витамина А.
В организме Ретинол превращается в ретиналь и ретиновую кислоту, участвующую в регуляции ряда функций, а также составляют фотохимическую основу акта зрения (родопсин и йодопсин колбочек в качестве кофермента содержат 11-цис-ретинальЮ альдегидное производное витамина А)