Lista Zadań nr 9 – Biosynteza aminokwasów

- 1 z 4-

OBLICZENIA BIOCHEMICZNE

do wykładu dr. hab. inż. P. Dobryszyckiego

LISTA ZADAŃ NR 9

BIOSYNTEZA AMINOKWASÓW

1. Napisz reakcję wiązania azotu, netto, i opisz źródła elektronów oraz ATP.

2. Dopasuje enzym (a-c) do reakcji którą katalizuje (1-3).

(a)

Syntetaza glutaminowa

(b)

Dehydrogenaza glutaminianowa

(c)

Synteza glutaminianowa

Które z reakcji wymagają następujących substratów?

(a)

NH

4

+

(b)

ATP

(c)

NADH

(d)

NADPH

3. Wszystkie organizmy potrafią włączad NH

4

+

w glutaminian i glutaminę używając

dehydrogenazy glutaminianowej i syntetazy glutaminowej. Dlaczego prokariota mają
dodatkowy enzym, syntazę glutaminową, do wykonywania tej funkcji?

4. Wskaż, które z poniższych aminokwasów są wymagane jako składniki diety dla dorosłego

człowieka?

(a)

alanina

(g) glutamina

(b)

asparaginian

(h) asparagina

(c)

histydyna

(i) glutaminian

(d)

tryptofan

(j) treonina

(e)

leucyna

(k) metionina

(f)

fenyloalanina

5. Wskaż, które z poniższych aminokwasów wywodzą się z pirogronianu?

(a)

fenyloalanina

(e) walina

(b)

alanina

(f) leucyna

(c)

tyrozyna

(g) cysteina

(d)

histydyna

(h) glicyna

6. Wskaż, które z poniższych aminokwasów wywodzą się α-ketoglutaranu?

(a)

glutaminian

(e) glutamina

(b)

prolina

(f) arginina

(c)

cysteina

(g) ornityna

(d)

asparaginian

(h) seryna

Lista Zadań nr 9 – Biosynteza aminokwasów

- 2 z 4-

7. Wskaż, które z poniższych cząsteczek dostarczają szkieletów węglowych sześciu

biosyntetycznych rodzin aminokwasów. Wymieo szlaki metaboliczne, z których wywodzi się
każda z cząsteczek prekursorowych.

(a)

Pirogronian

(b)

szczawiooctan

(c)

α-ketoglutaran

(d)

bursztynian

(e)

2-deoksyryboza

(f)

3-fosfoglicerynian

(g)

Rybozo-5-fosforan

(h)

Glukozo-6-fosforan

(i)

fosfoenolopirogronian

(j)

erytrozo-4-fosforan

(k)

α-ketomaślan

8. Trzy koenzymy są zaangażowane w przenoszenie aktywowanych jednostek węglowych.

Dopasuj aktywowaną grupę z prawej kolumny z odpowiednim koenzymem z lewej kolumny.

(a)

Tetrahydrofolian

(1) —CH

3

(b)

S-adenozylometionina

(2) —CH

2

—

(c)

biotyna

(3) —CHO
(4)

—CHNH

(5)

— C H =

(6)

—CO

2

—

9. Wskaż, które z poniższych odpowiedzi kooczy poprawnie zdanie. Głównym źródłem

jednostek węglowych do formowania pochodnej tetrahydrofolianu N

5

,N

10

-

metylenotetrahydrofolianu jest przekształcenie

(a)

Metioniny w homocysteinę.

(b)

Deoksyurydyno-5-fosforanu w detoksytymidyno-5-fosofran

(c)

3-fosfoglicerynianu w serynę.

(d)

Seryny w glicynę.

10. S-adenozynometionina jest zaangażowana bezpośrednio, w którą z poniższych reakcji?

(a)

Transfer metylu na fosfatydylo-etylenoaminę

(b)

Syntezę glicyny z seryny

(c)

Metylację DNA

(d)

Przekształcenie homocysteiny w metioninę

(e)

Syntezę etylenu u roślin.

11. Ile wysokoenergetycznych wiązao jest zużywanych podczas syntezy S-adenozylometioniny z

ATP i metioniny.

12. Które z poniższych kofaktorów są zaangażowane w przekształcenie homocysteiny w

metioninę?

(a)

N

5

-metylotetrahydrofolian

(b)

N

5

,N

10

-metenylotetrahydrofolian

(c)

metylokobalamina

(d)

fosforan pirydoksalu

13. W nastepującym szlaku biosyntetycznym A → B → C → D → E → F → G, który z etapów

będzie etapem kluczowym? Która z cząsteczek będzie hamowała kluczowy etap?

Lista Zadań nr 9 – Biosynteza aminokwasów

- 3 z 4-

14. Ponieważ glutamina jest ważnym źródłem azotu w reakcjach biosyntetycznych, enzym który

ją syntetyzuje podlega ścisłej regulacji. Które z poniższych cząsteczek działają, jako
inhibitory syntetazy glutaminowej w E. coli?
(a)

tryptofan

(b)

histydyna

(c)

karbamoilo fosforan

(d)

6-fosforan glukozaminy

(e)

AMP

(f) CTP
(g) alanina
(h) glicyna

15. Jak modyfikacja kowalencyjna wpływa na regulację syntetazy glutaminowej u E.coli?

16. Która z poniższych odpowiedzi kooczy poprawnie zdanie? Glutation

(a)

jest w cyklu pomiędzy formą utlenioną i zredukowaną w komórce.

(b)

jest zaangażowany w detoksyfikację H

2

O

2

i organiczne nadtlenki.

(c)

jest donorem grupy amidowej z własnego gamma-glutaminianu podczas reakcji

biosyntetycznych.
(d)

zawiera atom Se.

17. Które z poniższych stwierdzeo o tlenku azotu (NO) są poprawne?

(a)

Jest używany jako anestetyk (przez inhalację).

(b)

Jest to cząsteczka sygnałowa o długim czasie półtrwania.

(c)

Jest produkowany z asparaginy.

(d)

Jego synteza wymaga NADPH i O

2

.

(e)

Jego synteza wymaga ATP i NH

4

+

.

18. Które z poniższych intermediatów są prekursorami do syntezy hemu?

(a)

alfa-aminolewulinian

(e) glicyna

(b)

bilirubina

(f) bursztynylo CoA

(c)

porfobilinogen

(g) Fe

2+

(d)

biliwerdyna

19. Aminokwasy egzogenne to te, które nie mogą byd syntetyzowane de novo u ludzi. Mają

obfity dostęp do innych aminokwasów w diecie, analogi α-ketokwasów, które odpowiadają
aminokwasom egzogennym mogą byd substytutami dla tych cząsteczek w diecie. Jeśli I

5

N-

znaokwaną alaninę podamy w diecie, wiele innych aminokwasów będzie przynajmniej w
małej ilości znakowane w ciągu 48 godzin. Jakie enzymy są odpowiedzialne za tą
obserwację?

20. W mięśniach, syntetaza glutaminy jest bardzo aktywna, katalizując tworzenie glutaminy z

glutaminianu i amoniaku kosztem cząsteczki ATP. W wątrobie, szybkośd tworzenia
glutaminy jest niska, ale obserwuje się wysoki poziom aktywności glutaminasowej, która
generuje amoniak i glutaminian. Jak wyjaśnid różnicę w poziomach aktywności enzymów w
tych dwóch organach.

Lista Zadań nr 9 – Biosynteza aminokwasów

- 4 z 4-

21. Rozważ trzy formy bakteryjnej syntetazy glutaminowej: GS, deadenylowana formę; GS -

(AMP)1, formę z jedna jednostką AMP na 12 podjednostek; i GS-(AMP)12, w pełni
adenylowaną formę.

(a)

Która z tych form jest najbardziej czuła na hamowanie przez sprzężenie zwrotne przez produkty
metabolizmu glutaminy, takimi jak tryptofan czy histydyna? I dlaczego jest ważny fakt, że forma
najbardziej czuła nie jest całkowicie hamowana przez tryptofan?

(b)

Która z form na najniższą K

M

dla amoniaku?

(c)

Dlaczego ważnym jest, że adenylotransferaza nie przeprowadza adenylacji i deadenylacji syntetazy
glutaminowej w tym samym czasie?

(d)

Ssacza syntetaza glutaminowa nie jest obiektem takiej kompleksowej regulacji jak u bakterii.
Dlaczego?

22. Diagram poniżej przedstawia biosyntezę cząsteczki, która jest wymagana do utleniania

kwasów tłuszczowych w mitochondriach.

(a)

Nazwij cząsteczkę D i krótko wyjaśnij jego rolę w metabolizmie kwasów tłuszczowych.

(b)

Nazwij cząsteczkę A. Dlaczego jest uważany za egzogenną w ludzkiej diecie?

(c)

Trzy cząsteczki B są wymagane do utworzenia cząsteczki C. Jego synteza zależy od dostępności

egzogennego aminokwasu. Nazwij ten aminokwas oraz cząsteczki B i C.